SU1737431A1 - Импульсный стабилизированный источник посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Использование: преобразователи посто нного нестабилизировэнного напр жени  в посто нное стабилизированное напр жение с гальванической разв зкой между ними дл  питани  средств радиотелевизионной техники, автоматики и вычислительной техники. Сущность изобретени : устройство содержит ключевой транзистор 5. транзистор 10 улравлени 4 коммутирующий транзистор 11, многообмоточный дроссель 1, усилитель 13 сигнала рассогласовани , рези- стивный делитель 16 напр жени , резисторы 6 и 7 смещени , параллельную CD-цепь на элементах 8 и 9, При превышении амплитудой напр жени  на обмотке 3 дроссел  1 заданного уровн  сигнал усилител  13 уменьшает потенциал делител  16 напр жени . Это приводит к уменьшению пилообразного тока в цепи транзистора 5 и к уменьшению энергии. накопленной в дросселе 1. При этом обеспечиваетс  поддержание выходного напр жени  на заданном уровне. 1 ил. сл с ч ы 2 СО

Description

Изобретение относитс  к электрорадиотехнике и может быть использовано в качестве преобразовател  посто нного нестабилизированного напр жени  в посто нное стабилизированное напр жение с гальванической разв зкой между ними дл  питани  средств радиотелевизионной техники , автоматики и вычислительной техники.

Известен импульсный стабилизированный источник посто нного напр жени , содержащий ключевой транзистор, коммутирующий транзистор, многообмоточный дроссель, резистор смещени , диоды, накопительный конденсатор и устройство управлени .

Однако известный источник имеет сложную схему, требует сложного устройства управлени  и синхронизации через коммутирующий транзистор. Кроме того, схема включени  ключевого и коммутирующего транзисторов че обеспечивает высокой надежности .

Известен также источник, где коммутирующий транзистор заменен на тиристор, что повышает надежность, но уменьшает верхний диапазон рабочих частот и ограничивает диапазон изменений тока нагрузки.

Известен импульсный стабилизированный источник, содержащий ключевой высоковольтный транзистор, многообмоточный дроссель с первичной обмоткой, выходной обмоткой, обмоткой в цепи базы транзистора и обмоткой обратной св зи с выпр мительным диодом, накопительным конденсатором и устройством управлени  на транзисторе с опорным элементом и цеп ми режима, рези- сторный датчик тока и пороговый элемент управлени  - тиристор.

Данный источник имеет сложную схему, оригинальные полупроводниковые ЭРЭ, а также низку); надежность из-за большого количества отказов ключевого транзистора по данным эксплуатации блока питани  МП- 1, МП-3, телевизоров типа УСЦТ,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  импульсный стабилизированный источник, содержащий многообмоточный дроссель, ключевой транзистор , резистор смещени , цепь положительной обратной св зи из резистора, параллельно соединенного диода и накопительного конденсатора и обмотки обратной св зи многообмоточного дроссел , вторичную обмотку многообмоточного дроссел  с выпр мителем и фильтром, транзистор управлени , токоограничительный резистор, усилитель сигнала рассогласовани  с коммутирующим транзистором и импульсным трансформатором управлени 

Однако данный источник имеет сложную схему управлени  дополнительным моточным изделием, а также малую надежность высоковольтного ключевого транзистора от

5 вторичного пробо .

Цель изобретени  - повышение надежности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в импульсный стабилизированный источник

0 посто нного напр жени , содержащий многообмоточный дроссель, ключевой транзистор , коллектор которого через первичную обмотку многообмоточного дроссел  подключен к входному выводу, эмиттер - к

5 общей шине, а база через первый резистор смещени  - к второму выводу и через второй резистор смещени  и коммутирующую CD-цепь - к первому выводу обмотки обратной св зи многообмоточного дроссел , вто0 рой вывод которой соединен с общей шиной, вторична  обмотка многообмоточного дроссел  через, выпр митель с фильтром подключена к выходным выводам, транзистор управлени , эмиттером подклю5 ченный к общей шине, а коллектором - к базе ключевого транзистора, коммутирующий транзистор, база которого через токоограничительный резистор соединена с выходом усилител  сигнала рассогласова0 ни , введены резистор, два диода и рези- сторный делитель напр жени , причем резисторный делитель напр жени  включен между входным выводом и общей шиной , а его средн   точка соединена с базой

5 коммутирующего транзистора, крллектор которого подключен к базе транзистора управлени , а эмиттер через дополнительный резистор - к первому выводу обмотки обратной св зи многообмоточного дроссел ,

0 первый диод, включенный в пр мом направлении , первым выводом соединен с общей точкой резистора и эмиттера коммутирующего транзистора, а вторым выводом - с коллектором ключевого транзистора,усили5 тель сигнала рассогласовани  первым входным выводом через второ Г. ,г1иод подключен к первому выводу обмотки обратной св зи многообмоточного дроссел , вторым входным выводом - к общей шине.

0 На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема импульсного стабилизированного источника посто нного напр жени .

Источник содержит многообмоточный

5 дроссель 1 с обмотками 2-4, ключевой транзистор 5, кс. локтор которого подключен к входному выводу через обмотку 2 дроссел  1, эмиттер - к of щей шине, а база через резистор б смещени  подключена к входному выводу и через резистор 7 и коммутирующую

CD-цепь (на конденсаторе 8 и диоде 9) - к обмотке 3 обратной св зи, транзистор 10 управлени , подключенный эмиттером к общей шине, коллектором - к базе ключевого транзистора 5, коммутирующий транзистор 11, коллектор которого подключен к базе транзистора 10 управлени , база через то- коограничительный резистор 12 соединена с выходом усилител  13 сигнала рассогласовани , вторична  обмотка 4 через выпр митель (на диоде 14)ифильтр(на.конденсаторе 15) подключена к выходным выводам; рези- сторный делитель 16 напр жени  включен между входным выводом и общей шиной, а его средн   точка соединена с базой коммутирующего транзистора 11, диод 17, соединенный в пр мом направлении через резистор 18с обмоткой 3 обратной св зи и эмиттером коммутирующего транзистора 11, а вторым выводом - с коллектором ключевого транзистора 5. Усилитель 13 сигнала рассогласовани  первым входным выводом соединен через диод 19 с обмоткой обратной св зи, вторым входным выводом - с общей шиной.

Импульсный стабилизированный источник посто нного напр жени  работает следующим образом.

При включении напр жени  питани  через резистор 6 начинает протекать ток, транзистор 5 приоткрываетс , и через резистор 7 и параллельную цепь из диода 9 и конденсатора 8 возникает блокинг-процесс по обмоткам 2 и 3, так как они включены противофазно, и обмотка 3  вл етс  обмоткой положительной обратной св зи. Пилообразно нарастающий ток в цепи коллекторной обмотки 2 вследствие ее значительной индуктивности протекает через коллекторно-эмит- терный переход транзистора 5 на общую шину питаки , вызывал на нем пилообразное напр жение с положительным знаком. Через резистор 18 и включенный в пр мом направлении диод 17 с обмотки 3 обратной св зи протекает ток смещени . Падение напр жени  на диоде 17, складыва сь с пилообразным напр жением на переходе колллектор-эмиттер транзистора 5. прикладываетс  к эмиттеру коммутирующего транзистора 11. На базе последнего с помощью делител  16 задаетс  положительное смещение при достижении пилообразного на- пр жени  с учетом разности между падением напр жени  на коммутирующем диоде 17 и переходе эмиттер-коллектор коммутирующего транзистора 11 значени , заданного делителем 16. Коммутирующий транзистор 11 приоткрываетс  и открывает транзистор 10 управлени , а последний шунтирует цепи смещени  (резистор 6) и

обратной св зи (через резистор 7) базы ключевого транзистора 5. Последний начинает закрыватьс , что резко увеличивает падение напр жени  на переходе эмиттер-кол- 5 лектор, что в свою очередь приводит к прохождению всего тока смещени  через резистор 18, переход эмиттер-коллектор коммутирующего транзистора 11 на базу транзистора 10 управлени . Этот регенера0 тивный процесс приводит к быстрому насыщению транзистора 10 и полному отключению ключевого транзистора 5. При этом энерги , накопленна  в сердечнике дроссел  1, выдел етс  на обмотках в виде

5 напр жени  обратных знаков. При этом через диод 19 потенциал обмотки 3 обратной св зи выпр мл етс  и через усилитель 13 сигнала рассогласовани  и резистор 12 вводитс  в виде обратного знака в среднюю

0 точку делител  16. При превышении амплитудой обратного напр жени  заданного значени  сигнал усилител  13 сигнала рассогласовани  уменьшает потенциал делител  16, что соответственно приводит к

5 меньшему значению пилообразного тока в цепи ключевого транзистора 5 и обмотки дроссел  1 и, соответственно, меньшему накоплению в нем энергии. Это стабилизирует процессы в устройстве, управл   скважно0 стью и частотой преобразовани , и обеспечивает поддержание выходного напр жени , полученного с помощью выпр мител  на диоде 14 и конденсаторе 15 с обмотки 4 дроссел  1, на заданном уровне.

5

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известными обладает следующими преимуществами:

не требует активных запускающих ра0 диоэлементов;

не требует оригинальных активных радиоэлементов (КУ112, К117А), так как транзистор управлени  совместно с ключевым и коммутирующим транзисторами об5 разуют пороговый элемент конечного тока в накопительной цепи дроссел ;

имеет меньшее количество обмоток многообмоточного дроссел ;

имеет полную защиту по входу, так как

0 имеетс  ограничение конечного тока через ключевой транзистор и за счет предложенной взаимосв зи ограничение выходного тока с падающим участком, что повышает надежность особенно при длительном к.з.;

5 управление по цепи базы ключевого транзистора (путем закорачивани  базы через транзистор управлени  обеспечивает в режиме насыщени  единицы Ом на общую шину) и регенеративный процесс выключени  .обеспечивает расширенную область

безопасной работы ключевого высоковольтного транзистора;

за счет контрол  и управлени  по току силовпго ключа на базе остаточного сопро- rtiej енм  нзпп жлни  обеспечиваетс  по- |; 1ежиость за счет отбраковки |.с.1ьз чтпг пе т. сю цих завышенные зна- JQ,,--, пст чъччогс сопротивлени  (напр УСГ .1«1

HI ХЛОРОМ ПРПИ исключаетс  токоизме- ритсльный резистор, что увеличивает КПД источника питание

рзген рзтиьный процесс включени  и выключени  и малое остаточное сопротивление транзистора управлени  ускор ет процессы переключени  силового транзистора и позвол ет увеличить рабочую частоту чпулчсного источника питани ;

,.- ич1 о епперзтурно-скомпенсиро- i, i cn упра льни  процессом ограничь if ток  и выключени  силового Tja „с го в прре пр мым падением на- п ;ьни  на коммутирующем диоде и переходе опи тер-бзза коммутирующего гра ,згстора повышает общую стабильность , особенно токз защиты во времени и в диапазоне рабочих температур.

Проведены испытани  двух экземпл ров лоточников посто нного напр жени  без отбора элементов от -40 до +85°С и тер опроюн, показавшие высокую ста- 5и/ г хапзкгеоистик и надежность ис- р / 15 , 5ЧЧЯ

о г р , а изобретени  i .v гул1 сныу стабилизированный источ-. lit , ov,/wioro напр жени , содержащий MMOi aobf огочный дроссель, ключевойтран- , коллектор которого через первичную обмотку многообмоточного дроссел  подключен к входному выводу, эмиттер - к общей шине, а база через первый резистор смещени  - к входному выводу и через второй резистор смещени  и коммутирующую CD-цепь- к первому выводу обмотки обратной св зи многообмоточного дроссел , второй вывод которой соединен с общей шиной, вторична  обмотка многообмоточного дроссел  через выпр митель с фильтром подключена к выходным выводам, транзистор управлени , эмиттером подключенный к общей шине, а коллектором - к базе ключевого транзистора, коммутирующий транзистор, база которого через токо- ограничивающий резистор соединена с выходом усилител  сигнала рассогласовани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, в него введены резистор , два диода и резистивный делитель напр жени , причем резистивный делитель напр жени  включен между входным выводом и общей шиной, а его средн   точка соединена с базой коммутирующего транзистора , коллектор которого подключен к базе транзистора управлени , а эмиттер через резистор - к первому выводу обмотки обратной св зи многообмоточного дроссел , первый диод, включенный в пр мом направлении,

первым выводом соединен с оби 1ей точкой резистора и эмиттера коммутирующего транзистора , а вторым выводом - с коллектором ключевого транзистора, усилитель сигнала рассогласовани  первым входным выводом

через второй диод подключен к первому выводу обмотки обратной св зи многообмоточного дроссел , вторым входным выводом - к общей шине.

Claims (1)

1. Импульсный стабилизированный источ-. ник постоянного напряжения, содержащий многообмоточный дроссель, ключевой транзистор. коллектор которого через первич ную обмотку многообмоточного дросселя подключен к входному выводу, эмиттер - к общей шине, а база через первый резистор смещения - к входному выводу и через второй резистор смещения и коммутирующую CD-цепь - к первому выводу обмотки обратной связи многообмоточного дросселя, второй вывод которой соединен с общей шиной, вторичная обмотка многообмоточного дросселя через выпрямитель с фильтром подключена к выходным выводам, транзистор управления, эмиттером подключенный к общей шине, а коллектором - к базе ключевого транзистора, коммутирующий транзистор, база которого через токоограничивающйй резистор соединена с выходом усилителя сигнала рассогласования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены резистор, два диода и резистивный делитель напряжения, причем резистивный делитель напряжения включен между входным выводом и общей шиной, а его средняя точка соединена с базой коммутирующего транзистора, коллектор которого подключен к базе транзистора управления, а эмиттер через резистор - к первому выводу обмотки обратной связи многообмоточного дросселя, первый диод, включенный в прямом направлении, первым выводом соединен с общей точкой резистора и эмиттера коммутирующего, транзистора, а вторым выводом - с коллектором ключевого транзистора, усилитель сигнала рассогласования первым входным выводом через второй диод подключен к первому выводу обмотки обратной связи многообмоточного дросселя, вторым входным выводом - к общей шине.