SU1312551A1 - Импульсный стабилизатор посто нного разнопол рного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани  электронных устройств, требующих высококачественного двухпол рного напр жени . Цель - повышение надежности путем защиты от перенапр жений по входу. При по влении всплеска перенапр жени  на входе импульсного стабилизатора не выше 80 В его передний фронт зат гивает двух- звенный фильтр, образованный первой обмоткой токоограничивающего дроссел  13 и емкостью перезар дного конденсатора 6, а также дросселем 3 и накопительным конденсатором 5. Далее всплеск входного напр жени  вызывает более быстрое срабатывание элементов блока управлени  14 и закрывание транзисторного ключа II. Таким образом , обеспечиваетс  зашита транзисторов блока управлени  14 от перенапр жений по входу. 2 ил. W 00 ГчЭ СП ел ЩигЛ

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах электронитани , примен емых дл  питани  различных электронных устройств с дифференциальной нагрузкой, требующих два разнопол рных источника питани  с общей шиной, в частности интегральных операционных усилителей и некоторых типов микропроцессоров.

Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  защиты от перенапр жени  по входу.

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема импульсного стабилизатора посто нного разнопол рного напр жени ; на фиг. 2 - схема управл емого генератора.

Импульсный стабилизатор содержит первый транзисторный ключ 1, подключенный к входу первой формирующей цепи 2, состо щей из последовательно соединенных дроссел  3, диода 4 и накопительного конденсатора 5, который подключен параллельно выходу первой формирующей цепи 2. Катод диода 4  вл етс  положительным выводом импульсного стабилизатора. Вход дроссел  3 подключен к коллектору первого транзисторного ключа 1. Последовательно соединены между собой перезар дный конденсатор 6 и первый коммутирующий диод 7, катод которого соединен с общей шиной импульсного стабилизатора, а анод - с катодом диода 8 второй формирующей цепи 9. Анод диода 8 соединен с выходом второй формирующей цепи 9, параллельно которому подключен накопительный конденсатор 10. Коллектор второго транзисторного ключа 11  вл етс  входом импульсного стабилизатора, а эмиттер соединен с катодом второго коммутирующего диода 12, подключенного параллельно пocлeдoвaтev ь- но соединенным нервой обмотке 13.1 то- коограничивающего дроссел  и перезар дному конденсатору 6.

Выход первой обмотки 13.1 токоограни- чивающего дроссел  через его вторую обмотку 13.2 подключен к коллектору первого транзисторного ключа 1, эмиттер которого подключен к общей шине импульсного стабилизатора. Блок 14 управлени  содержит два чувствительных элемента 15 и 16, два источника 17 и 18 опорного напр жени , подключенных попарно последовательно и параллельно выходам импульсного стабилизатора, причем их общие точки соединены и подключены к общей шине стабилизатора. Выходы чувствительных элементов 15 и 16 и источников 17 и 18 опорного напр жени  через соответствующие суммирующие устройства 19 и 20 подключены к входам первого и второго компараторов 21 и 22. Входы первого и второго транзисторных ключей подключены к выходам соответствующих согласующих усилителей 23 и 24.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

2

Устройство содержит также три переключающих транзистора 25-27, два делител  28 и 29 напр жени , управл емый генератор 30, трансформатор 31 запуска, два токоограничиваюших резистора 32 и 33.

Выход компаратора 22 подключен к входу переключающего транзистора 25, подключенного параллельно выходу делител  28 напр жени , который своими входами подключен параллельно положительному выходу стабилизатора напр жени . Выход делител  28 напр жени  подключен параллельно входу второго переключающего транзистора 26, коллектор которого подключен к одному из входов управл емого генератора 30. К другому входу генератора подключен коллектор третьего переключающего транзистора 27, эмиттер которого подключен к общей шине импульсного стабилизатора. Третий вход управл емого генератора 30 подключен к выходу стабилизатора положительной пол рности. Второй делитель 29 блока 14 управлени  подключен параллельно выходу стабилизатора положительной пол рности, а его выход - к входу третьего переключающего транзистора 27 и к выходу первого компаратора 21. Выходы управл ющего генератора 30 подключены к входам соответствующих согласующих усилителей 23 и 24. Первична  обмотка трансформатора 31 запуска через первый токоог- раничивающий резистор 32 подключена параллельно входу импульсного стабилизатора, а вторична  его обмотка через второй ограничивающий резистор 33 - параллельно входу второго транзисторного ключа 11.

Импульсный стабилизатор работает следующим образом.

В первый момент времени после вклю чени  импульсного стабилизатора протекает ток по первичной цепи трансформатора 31 запуска через токоограничивающий резистор 32. При этом импульс тока, протекающий по вторичной обмотке трансформатора 31 запуска, через токоограничивающий резистор 33 открывает транзисторный ключ 11, при этом транзисторный ключ закрыт. Начинаетс  зар д перезар дного конденсатора 6 через первичную обмотку 13.1 токоог- раничивающего дроссел  и коммутирующий диод 7, а также зар д накопительного конденсатора 5, первой формирующей цепи 2 через дроссель 3 и диод 4. При этом напр жение с выхода накопительного конденсатора 5 поступает на питание управл емого генератора 30, напр жение с выходов делителей 28 и 29 напр жени , включенных своими входами параллельно накопительному конденсатору 5, открывают второй и третий переключающие транзисторы 26 и 27. При этом управл емый генератор 30 начинает работать в режиме автогенератора и продолжает работу в этом режиме до момента выхода импульсного стабилизатора на номинальный режим работы . Генератор 30 через согласующие усилители 23 и 24 мощности обеспечивает попеременное открывание и закрывание транзисторных ключей 11 и 1. При этом происходит попеременный зар д накопительных конденсаторов 6 и 10 малыми приращени ми (дискретно) до уровней стабилизации .

Зар д накопительного конденсатора 10 происходит при открытом транзисторном ключе 1 и закрытом транзисторном ключе 11. Избыточный зар д на обкладках перезар дного конденсатора 6 через вторую обмотку 13.2 токоограничивающего дроссел , открытый транзисторный ключ 1, накопительный конденсатор 10 и диод 8 перетекает на обкладки накопительного конденсатора 10, вызыва  его зар д на малую величину за врем  одного цикла коммутации . Часть энергии, накопленной в первой обмотке 13.1 токоограничивающего дроссел , также обеспечивает подзар д накопительного конденсатора 10 через второй коммутирующий диод 12. Через 80-100 циклов естественной коммутации напр жение на накопительном конденсаторе 5 достигает уровн  стабилизации. Это напр жение замер ет чувствительный элемент 15 блока 14 управлени , сравнивает его с выходным напр жением источника 18 опорного напр жени  на входах суммирующего устройства 20 и вызывает срабатывание компаратора 22, который открывает переключающий транзистор 25, шунтирующий вход переключающего транзистора 26. Это приводит к принудительному переключению управл емого генератора 30, который обеспечивает отпирание транзисторного ключа 1 и запирайие транзисторного ключа 11.

Напр жение на выходе накопительного конденсатора 10 в этом цикле достигает уровн  стабилизации. Это напр жение замер ет чувствительный элемент 16. На входах суммирующего устройства 19 происходит сравнение сигнала с выхода чувствительного элемента 16 и источника 17 опорного напр жени . При этом срабатывает компаратор 21. Срабатывание компаратора 21 вызывает переключение третьего переключающего транзистора 27. Это принудительно переводит управл емый генератор 30 в новое устойчивое положение, далее цикл работы импульсного стабилизатора повтор етс .

При по влении всплеска перенапр жени  на входе импульсного стабилизатора не выще 80 В его передний фронт зат гивает двухзвенный фильтр, образованный первой обмоткой токоограничивающего дроссел  и емкостью перезар дного конденсатора 6, а также дросселем 3 и накопительным конденсатором 5.

Далее всплеск входного напр жени  вызывает более быстрое срабатывание элементов блока Н управлени  и закрыва0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ние TpaH3 iOTOpiioro ключа i:. напр жение которого значительно больше.

Таким образом, обеспечиваетс  защита транзисторов блока 14 управлени  от перенапр жени  по входу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Импульсный стабилизатор посто нного разнопол рного напр жени , содержащий первый транзисторный ключ, подключенный к входу первой формирующей цепи, состо щей из последовательно соединенных дроссел , диода и накопительного конденсатора , который подключен параллельно выходу первой формирующей цепи, причем катод диода  вл етс  положительным выводом импульсного стабилизатора, выход дроссел  подключен к коллектору первого транзисторного ключа, последовательно соединенные перезар дный конденсатор и первый коммутирующий диод, катод которого соединен с общей щиной импульсного стабилизатора , а анод с катодом диода второй формирующей цепи, анод которого соединен с выходом второй формирующей цепи , параллельно которому подключен накопительный конденсатор, второй транзисторный ключ, коллектор которого  вл етс  входом импульсного стабилизатора, а эмиттер соединен с катодом второго коммутирующего диода, подключенного паралле.чьно последовательно соединенным первой обмотке токоограничивающего дроссел  и перезар дному конденсатору, при этом выход первой обмотки токоограничивающего дроссел  через его вторую обмотку подключен к коллектору первого транзисторного ключа, эмиттер которого подключен к общей щине импульсного стабилизатора, блок управлени , состо щий из двух чувствительных элементов двух источников опорного напр жени , подключенных попарно последовательно и параллельно выходам импульсного стабилизатора, причем их общие точки соединены и подключены к общей щине стабилизатора, выходы чувствительных элементов и источников опорного напр жени , через соответствующие суммирующие устройства подключены к компараторам, входы первого и второго транзисторных ключей подключены к выходам соответствующих согласуюпхих усилителей мощности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  защиты от перенапр жений по входу, введены три переключающих транзистора , два делител  напр жени , управл емый генератор, трансформатор запуска, два токоограничивающих резистора, причем к выходу первого компаратора подключен вход первого переключающего транзистора, подключенного параллельно выходу первого делител  напр жени , который входами подключен параллельно положительному выходу импульсного стабилизатора, выход первого делител  напр жени  подключен

   параллельно входу второго переключающего транзистора, коллектор котордго подключен к одному из входов упраад ющего генератора , к . другрму его входу подключен коллектор третьего йерек-лрчаюи его транзистора , эмиттер которого подключен к общей щине имп л ьсного стабилизатора, третий вход управл емого генератора подключен к выходу импульсного, стабилизатора положительной пол рности, второй делитель подключен параллельно выходу импульсного стабилизатора положительной по

   л рности, а выход делител  подключен к входу третьего переключающего транзистора и к выходу второго компаратора, выходы управл емого генератора подключены к входам соответствующих согласующих усилителей мощности, первична  обмотка трансформатора запуска через первый токоог- раничивающий резистор подключена параллельно входу импульсного стабилизатора, а вторична  его обмотка через второй ограничивающий резистор подключена параллельно входу второго транзисторного ключа.

   К элементу 25

   К +

   К з мeнmlj 2

   К элементу 26

   Фиг. 2