SU614430A1 - Импульсный стабилизатор напр жени посто нного тока - Google Patents

Description

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЮСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относитс  к электротехнике н может быть использовано в качестве вторичного HCTOMijHKa электропитани  повышенной надежности .

Известен импульсный стабилизатор напр жени  посто нного токэ, в котором 8 силовой частн контура импульсного регулировани  используютс  мощные коммутирующие диод   регулирующий транзистор I}.

Наиболее близким к нзобретению техническим решением  вл етс  импульсный стабилизатор напр жени  посто нного тока, содержащий регулнрующнй транзистор, импульсный трансформатор, выходной LC-фнльтр, управл ющий орга и и коммутирующий диод, причем регулирующий транзистор и первична  обмотка импульсиого трансформатора включены последовательно со входным  выводами, вторична  обмотка импульсного трансформатора через выходной LC-ф льтр подключена к выходным выводам, к которым подключены также входы управл ющего органа, выходом подключенного к базе регулирующего транзнстора {2}.

В св зи с тем, что даже лучшие современиые диоды нмеют быстродействие ниже, чем

.быстродействие широко примен емых силовых

дрейфовых транзисторов, в процессе переключени  их возникает коммутацнонный выброс коллекторного тока н коммутационный выброс напр жени . Коммутационный выброс коллекторного тока возннкает из-за того, что обратное сопротивление диода восстанавлнваетс  немгновенно . Это приводит к дополннтельным потер м мощности и ухудшает выходные характеристикн стабилизатора.

Коммутационный выброс напр жени  обусЛaвливaetc  быстродействием регулнрующего

транзистора н тем, что пр мое сопротивление диода восстанавливаетс  тоже немгновенно.

При этом коммутационный выброс напр женн , прикладываетс  к переходу эмиттер-коллектор регулнрующего транзнстора и по вл етс  веро тность вывода его из стро  из-за перенапрйженнй , особенно дл  высоковольтных стабнлнзаторов напр жени .

ч

Дл  умч ньшенн  коммутационных :всплесков тока и.напр жеан  уменьщают .скорость

нараотани  тока базы регулирующего транзистора , ио это сводит на нет преимущества высокочастотных дрейфовых транзисторов. В том же iJiy4ae, когда выбранный тип коммутирующего диода гто быстродействию значительно уступает регулирующему транзистору, в схему стабилизатора приходитс  вводить допол .нительные , ограничивающие коммутационные токи и напр жени . Таким образом, отсутствиеси ювых импульсных диодов существеннь1М образом преп тствует наиболее эффективному использованию высокочастотных Дрейфовых транзисторов в импульсных регул торах напр жени  и приводит к уменьшению их надежности. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности импульсного стабилизатора напр жени  посто нного тока. Эта цель достигаетс  тем, что в импульсном стабилизаторе напр жени  посто нного .тока, содержащем регулирующий транзистор, импульсный трансформатор, выходной LCфильтр , угфавл 1рщий орган и коммутирующий ДИОД, причем регулирующий транзистор и первична  импульсного трансформатора включены последовательно со входными выводами , вторична  обмотка импульсного трансформатора через выходной 1С-фил тр подключена к выходным выводам, к которым подключенЕз также входы управл ющего органа, выходом подключенного к базе регулирующего транзистора, новым  вл етс  то, что коммутирующий диод подключен параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора, а выходной силовой выход регулирующего транзистора соединен с автотрансформаторным выводом этой же обмотки. Принципиальна  схема импульсного стабилизатора напр жени  посто нного тока представлена на чертеже. Импульсный стабилизатор содержит входной источник питани  Ип, регулирующий траи зистор К, импульсный трансформатор Тр, коммутирующий диод Д, выходной фильтр на накопительном дросселе Др и выходном конденсаторе Сн, управл ющий орган СУ ключевым транзистором, а также нагрузку RH. Стабилизатор работает следующим образом При включении регулирующего транзистора К М01дност1 трансформируетс  в выходную цепь и напр жение на выходе стабилизатора увеличиваетс . При определенной величине выходного нййр йсени  управл ющий орган СУ отключает регулирующий транзистор К. Возникающа  ЭДС самоиндукции трансформатора Тр прикладываетс  к коммутирующему диоду Д в отпирающем направлений, который шун:тирует обмотку трансформатора. В трансформаторе Тр создаетс  режим короткого замыкани . Выходной контур, включающий вторичную обмотку трансформатора, накопительный дроссель Др, выходной конденсатор Сн и нагрузку RH, характеризуетс   влени ми , обусловленными изменением начального энергетического состо ни  контура в отсутствии вынуждаюц1его воздействи , т. е. а йыходном контуре при отключении ключевого транзистора имеет место только собственный tiponecc. Из параметров импульсного трансфор laafupa на переходной процесс в выхрдномг кой туре вли ет только омическое сопротивление вторичной обмотки, величина которого незначитель 1О вли ет на посто нную времени, т. е. несколько увеличивает скорость убывани  тока в контуре. Так как значение энергий, закключенных в индуктивности дроссел  Др и емкости конденсатора Сн не может измен тьс  во времени скачками, то ток в индуктивности и напр жение на емкости при любом конечном воздействии (при запирании и отпирании ключевого транзистора К с любой конечной скоростью ) должны измен тьс  во времени непрерывным образом. В соответствии с этим начальные значени  токов и напр жений будут равны их значени м в момент времени, непосредственно предшествующий переходному процессу. Данный стабилизатор по сравнению с известным имеет с ледующие преимущества: простота изготовлени  импульсного трансформатора с необходимыми обмоточными данными и подключение коммутирующего диода к автотрансформаторным выводам первичной обмотки его позвол ют шкроко варьировать выбором регулирующих транзисторов и коммутирующих диодов по допустимым токам, напр жени м и быстродействию; устранение коммутационных всплесков коллекторного тока и напр жени  создает благопри тные тепловые и электрические режимы работы дл  регулирующего транзистора и коммутирующего диоДа, что повышает надежность стабилизатора в целом. Формула и бретени . Импульсный стабилизатор напр жени  посто нного тока, содержащий регулирующий траизнстор, импульсный трансформатор, выходной LC-фнльтр, управл ющий орган .и коммутирующий диод, причем регулирующий транзистор и первична  обмотка импульсного трансформатора включены йоследовательно со входными выводами, вторична  обмотка импульсного трансформатора через выходной LCфильтр подключена к выходным выводам, к которым подключены также входы управл ющего органа, выходом подключенного к базе регулирующего транзистора, отличающийс  тем, что с целью повышени  надежности, коммутирующий диод подключен параллельно пербйчкой обмотке импульсного трансформатора, Ё выходной силовой вывод регулирующего транзистора соединен с автотрансформаторным выводом этой же обмотки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: . 1.4 Грейвер Е. С. Ключевые стабилизаторы напр жени  посто нного тока, М., «Св зь 1970, с. 76, рис. 5.1. 2. «Полупроводниковые приборы и их применейие , сб. статей под редакцией Федотова Я. В., М., «Сов. радио, вып. 27, 1973, рис. 1, с. 233.