SU1674090A1 - Импульсный регул тор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани . Цель изобретени  - повышение надежности и упрощение. Благодар  введенным конденсатору 9 и ключу 12 разр да замедл етс  процесс запирани  силового транзистора 5. В результате устран етс  выброс напр жени . Из-за замедлени  отпирани  силового транзистора 5 устран етс  сквозной ток через диод 7. Введение датчика 10 тока и порогового элемента 21 обеспечивает защиту устройства от перегрузок по току. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехни' ке и можетбыть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности импульсного регулятора постоянного напряжения, а также его упрощение.

На чертеже приведена схема импульсного регулятора постоянного напряжения.

Импульсный регулятор постоянного напряжения содержит входные 1, 2 и выходные 3, 4 выводы, силовой транзистор 5, ’ первый конденсатор 6, диод 7, дроссель 8. второй конденсатор 9, датчик 10 тока, резистор 11, ключ 12 разряда второго конденсатора, состоящий, например, из резисторов 13, 14 и 15 и первого 16 и второго 17 транзисторов, и блок 18 управления со входом 19 управления, содержащий компаратор 20, пороговый элемент 21, конденсатор 22 и четыре резистора 23-26, два диода 27 и 28. При этом первый силовой вывод силового транзистора 5 соединен с катодом диода 7 непосредственно; а через дроссель 8 с первым выводом первого конденсатора 6, первым выходным выводом 3 и входом обратной связи по напряжению блока 18 управления, вход управления которого подключен к выводу блока 18 для подключения источника управляющего напряжения. Первый . входной вывод 1 соединен со вторым выводом первого конденсатора 6, анодом диода ;7. вторым выходным выводом 4 и общим ;проводом. Второй силовой вывод силового j транзистора 5 через датчик 10 тока подключен ко второму входному выводу 2, первому выводу второго конденсатора 9 и первому токовому выводу ключа 12 разряда второго конденсатора; управляющий вывод силового транзистора 5 подключен ко второму выводу второго конденсатора 9, к второму токовому выводу ключа 12 разряда второго конденсатора непосредственно, а через резистор Ί1 к его управляющему выводу и к выходу блока 18 управления. Выводы датчика 10 тока подключены к входу защиты от перегрузки блока управления, в качестве которого использован вход порогового элемента 21, выход которого соединен с общим проводом через первый резистор 23 и конденсатор 22 и непосредственно с анодом первого диода 27, катод которого через второй резистор 24 соединен с первым выводом третьего резистора 25 и первым входом компаратора 20, который через четвертый резистор 26 соединен со своим выходом, являющимся также выходом блока 18 управления. Второй вход компаратора использован в качестве входа управления блока 18 управления и через второй диод 28 соединен со вторым выводом третьего резистора 25, который использован в качестве входа обратной связи по напряжению блока управления.

Импульсный регулятор постоянного напряжения работает следующим образом.

Постоянное напряжение от внешнего источника подается на входные выводы 1,2. Управляющее напряжение подается на вход управления и поступает на инверсный вход компаратора 20. Транзистор порогового элемента 21 закрыт. Если напряжение на выходном выводе 3 меньше управляющего напряжения на входе 19 управления, то и напряжение на прямом входе компаратора меньше, чем напряжение на его инверсном входе. Поэтому на выходе компаратора 20 логический ноль и ток от входного вывода 2 протекает через переходы база-эмиттер силового транзистора 5 и транзистора 16, резисторы 14, 11 и выход компаратора 20 к входному выводу 1. При этом силовой транзистор 5 и транзистор 16 открыты. Транзистор 17 закрыт. Через датчик 10 тока, переход эмиттер-коллектор силового транзистора 5, дроссель 8 и выходной вывод 3 ток течёт в нагрузку, причем благодаря индуктивности дросселя 8 величина этого тока нарастает плавно. В дросселе 8 запасается электромагнитная энергия. Напряжение на конденсаторе 6 возрастает. Также возрастает напряжение на прямом входе компаратора 20. Когда оно станет равным напряжению на его инверсном входе, компаратор 20 переключается. выход компаратора 20 переходит в состояние высокого выходного сопротивления. Ток через выход компаратора 20 не протекает и транзистор 16 закрывается, а транзистор 17 открывается. Поэтому конденсатор 9 разряжается через переход эмиттер-коллектор транзистора 17, и силовой транзистор 5 тоже закрывается. При этом через нагрузку, подключенную к выходным выводам 3 и 4, поддерживается за счет энергии, накопленной в емкости конденсатора 6 и индуктивности дросселя 8. Ток дросселя 8 в этом режиме протекает через диод 7. По мере уменьшения энергии в дросселе 8 и конденсаторе 6 напряжение на последнем уменьшается. Так же уменьшается и напряжение на прямом входе компаратора 20. Когда оно станет меньше напряжения на его инверсном входе, компаратор 20 включается, и на его выходе опять устанавливается логический ноль. При этом транзистор 16 открывается, а транзистор 17 закрывается. Силовой транзистор 5 не открывается. так как его переход база-эмит тер шунтирует разряженный конденсатор 9. Но благодаря протеканию тока через него и резистор 11 конденсатор 9 заряжается, и напряжение на нем возрастает. Благодаря плавному возрастанию напряжения на кон- 5 денсаторе 9 и наличию сопротивления датчика 10 тока в цепи эмиттера силового транзистора 5 последний открывается таким образом, что его коллекторный ток нарастает плавно, и не происходит броска коллекторного тока через диод 7 при его запирании коллекторным током силового транзистора 5. Так как современные импульсные диоды имеют время выключения не более 100 нс, то задержка включения 15 силового транзистора 5 (100-500 нс), устанавливаемая конденсатором 9, настолько мала, что не приводит к значительному увеличению рассеиваемой мощности на силовом транзисторе 5. Но эта задержка 20 достаточна для запирания диода 7 без броподключенный к выводу 19. Когда завершится разряд конденсатора 22 и напряжение на прямом входе компаратора 20 станет меньше напряжения на его инверсном входе, компаратор 20 опять переключится. На его выходе установится логический ноль, транзисторы 16 и 5 открываются, и все процессы повторяются, как описано выше.

Через резистор 26 осуществляется положительная обратная связь, которая улучшает процесс переключения компаратора 20. Резистор 25 предотвращает утечку напряжения положительной обратной связи на конденсатор 6. Величина сопротивления резистора 26 выбирается много большей сопротивлений резисторов 13 и 14. поэтому резистор 26 не оказывает влияния на работу транзистора 16. Источник управляющего напряжения и компаратор 20 могут питаться от одного дополнительного источника писка коллекторного тока силового транзистора 5.

Падение напряжения на датчике 10 тока используется для защиты от перегрузки по току. При увеличении тока нагрузки или коротком замыкании в.цепи нагрузки, подключенной к выходным выводам 3, 4. ток через дроссель 8 переходит на эмиттер-коллектор силового транзистора 5 и датчик 10 тока. Возрастает и падение напряжения на датчике 10 тока. Когда оно становится достаточным для отпирания транзистора порогового элемента 21, транзистор открывается и конденсатор 22 заряжается через переход эмиттер-коллектор транзистора порогового элемента 21 почти до значения напряжения на входном выводе 2. Напряжение с конденсатора 22 через диод 27 и резистор 24 поступает на прямой вход компаратора 20, который при этом переключается, его выход переходит в состояние высокого выходного сопротивления, точно так же как и при повышении напряжения на конденсаторе 6 и выходном выводе 3. Транзистор 16 закрывается, транзистор 17 открывается. благодаря чему закрывается и силовой транзистор 5. Закрывается также и транзистор порогового элемента 21. Несмотря на закрытие транзистора порогового элемента 21 компаратор 20, а следовательно, и транзисторы 16 и 5 удерживаются в выключенном состоянии за счет энергии, накопленной в конденсаторе 22. Благодаря этому напряжение на выходном выводе 3 уменьшается. Уменьшается также и напряжение на инверсном входе компаратора 20, так как открывается диод 28, низкое сопротивление которого начинает шунтировать источник управляющего напряжения, тания или от источника постоянного тока, подключенного к выходным выводам 1, 2.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Импульсный регулятор постоянного напряжения, содержащий силовой транзистор, диод, дроссель, первый конденсатор и блок управления, причем первый силовой вывод силового транзистора соединен с катодом диода непосредственно, а через дроссель - с первым выводом первого конденсатора, первым выходным выводом и входом обратной связи по напряжению блока управления, вход управления которого подключен к выводу для подключения источника управляющего напряжения, первый входной вывод соединен с вторым выводом первого конденсатора, анодом диода. вторым выходным выводом и общим проводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, в него введены второй конденсатор, ключ разряда второго конденсатора, резистор и датчик тока, а блок управления выполнен с возможностью защиты от перегрузки по току, при этом второй силовой вывод силового транзистора через датчик тока подключен ко второму входному выводу, первому выводу второго конденсатора и первому токовому выводу ключа разряда второго конденсатора, .управляющий вывод силового транзистора подключен ко второму выводу второго конденсатора и второму токовому выводу ключа разряда второго конденсатора непосредственно, а через резистор - к его управляющему выводу и к выходу блока управления, а выводы датчика тока подключены к введенному входу защиты от перегрузки блока управления.
2. 2. Регулятор по π. 1, отличающийс я тем, что блок управления включает в себя компаратор, пороговый элемент, конденсатор, два диода и четыре резистора, при этом входные выводы порогового элемента использованы в качестве входа защиты от перегрузки блока управления, выход порогового элемента соединен с анодом первого диода непосредственно, а с общим проводом - через первый резистор и через конденсатор, катод первого диода через второй резистор соединен с первым выво дом третьего резистора и первым входом компаратора, который через четвертый резистор соединен со своим выходом, который использован в каче5 стве выхода блока управления, а второй вход компаратора использован в качестве входа управления блока управления и через второй диод соединен со вторым выводом третьего 10 резистора, который использован в качестве входа обратной связи по напряжению блока управления.