SU761995A1 - Импульсный стабилизатор напряжения 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может (быть использовано в составе устройств автоматики и .радиотехники.

Известны импульсные стабилизаторы выпрямленного напряжения, содержащие мостовой диодный выпрямитель, регулирующий тиристор и схему управления тиристором, содержащую подключенную параллельно выходу диодного моста с .пульсирующим напряжением .цепочку из резистора и стабилитрона [1].

Наиболее близким к данному стабилизатору является импульсный стабилизатор напряжения, содержащий мостовой диодный выпрямитель без фильтра, ключевой регулирующий элемент, включенный последовательно в силовую шину, управляющим входом подключенный к выходу узла управления на транзисторе, база которого подключена к делителю напряжения, эмиттер — к источнику опорного напряжения, выходной фильтр [2].

Известный импульсный стабилизатор характеризуется недостаточно высоким КПД и большим уровнем напряжения пульсаций.

Цель изобретения — повышение КПД,

уменьшение уровня пульсаций и защита

стабилизатора при коротком замыкании

нагрузки.

2

Это достигается тем, что в импульсном стабилизаторе напряжения [2] делитель напряжения подключен к выходным выводам мостового выпрямителя. Кроме того, в него 5 введен диод, анод которого подключен к эмиттеру транзистора узла управления, а катод — ,к выходу регулирующего элемента, и резистор, включенный между базой транзистора узла управления и выходом

регулирующего элемента.

На чертеже представлена принципиальная схема импульсного стабилизатора напряжения.

Стабилизатор содержит мостовой диодный выпрямитель 1, ключевой регулирующий элемент на транзисторе 2, имеющий выходную клемму 3, узел управления на транзисторе 4, в коллекторе которого включен резистор 5, а эмиттер подключен к источнику 6 опорного напряжения, делитель, состоящий из резисторов 7, 8, подключенных к выходу мостового выпрямителя, включенный между выходной клеммой 3 л земляной шиной 9 выходной фильтр 10, диод 11, анод которого подключен к источнику опорного напряжения, катод соединен с одним из выводов резистора 12, второй вывод которого подключен к базе транзистора 4.

I

3

Работает импульсный стабилизатор сл дующим образом.

Приложенное к стабилизатору переменное напряжение, например, с частотой 50Гц, 'выпрямляется диодным мостовым выпрямителем 1, и на ег,о выходе появляется пульсирующее напряжение из серии полуволн синусоиды о частотой 100 Гц. Это напряжение прикладывается к коллектору транзистора 2 и через делитель напряжения на резисторах 7, 8 поступает на базу транзистора 4. Пока напряжение на базе транзистора 4 не превышает пробивного напряжения источника 6 напряжения транзистор 4 заперт, а транзистор 2 открыт благодаря подаче тока на его базу через резистор 5. Напряжение с выхода выпрямителя 1 через промежуток коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 2 практически неослабленным передается на конденсатор фильтра 10 и через клемму 3 в нагрузку. При дальнейшем повышении амплитуды полуволны напряжения транзистор 4 открывается, через него протекает ток, вызывающий падение напряжения на резисторе 5, в результате чего напряжение на базе транзистора 2становится ниже напряжения на его эмиттере и транзистор 2 надежно запирается. Транзистор 4 остается открытым, а транзистор 2 запертым, пока напряжение полуволны перейдет 'максимум и на заднем фронте уменьшится до уровня, при котором напряжение на базе транзистора 4 станет ниже пробивного напряжения источника 6. Транзистор 4 снова -запирается, а транзистор 2 открывается до момента повышения амплитуды следующей полуволны (выпрямленного напряжения. Таким образом, ток с выпрямителя /передается в нагрузку как в передней, так и в задней части каждой полуволны, а в средней части полуволны, когда амплитуда напряжения превышает установленный с помощью резистора 8 уровень 'напряжения на клемме#, нагрузка отключается от выпрямителя /. При повышении напряжения на входе стабилизатора и, следовательно, на выходе выпрямителя 1 транзистор 4 открывается в более ранний момент полуволны, а-транзистор 2 остается запертым в более продолжительный промежуток времени.

Благодаря ключевому режиму на транзисторе 2 выделяется незначительная мощность рассеяния и стабилизатор обладает высоким КПД, особенно при повышенном напряжении на входе. Однако основным преимуществом ио сравнению с известными импульсными стабилизаторами является потребление тока из элеастричеокой сети в передней и задней частях каждой полуволны выпрямленного напряжения, благодаря чему в два раза уменьшается амплитуда тока и напряжение пульсаций, более равномерно нагружается обмотка силового трансформатора (на чертеже не показан) и дио761995

I

Ч

ды выпрямителя 1. Кроме того, благодаря рассечению каждой полуволны на две части в два раза повышается частота пульсаций на выходе стабилизатора и составляет 200 Гц, а для ослабления этих пульсаций требуется сглаживающий фильтр с конденсатором меньшей емкости. Частота пульсаций уменьшается до 10 Гц только при снижении напряжения на выходе 'выпрямителя / ниже установленного уровня стабилизации.

Для обеспечения стабильности выходного напряжения при изменении нагрузки часть выходного напряжения через резисторы 12, 8 подается на базу транзистора 4 и изменяет смещение таким образом, что при повышении выходного напряжения из-за уменьшения нагрузки транзистор 4 открывается, а транзистор 2 закрывается раньше, чем компенсируется увеличение напряжения на клемме 3.

Другим существенным преимуществом •предложенного стабилизатора является эффективная защита от повреждения при ко25 ротком замыкании нагрузки. При коротком замыкании или чрезмерном увеличении нагрузки падение напряжения на транзисторе' 2 увеличивается, напряжение на клемме 3 становится ниже напряжения на эмиттере 3° транзистора 4 и источнике 6. Диод // открывается, а потенциал на эмиттере транзистора 4 уменьшается до уровня напряжения на клемме 3. При это.м транзистор 4 резко открывается, а транзистор 2 запи35 ,рается и отключает выпрямитель от нагрузки. При устранении короткого замыкания стабилизатор включается автоматически. Порог ерэбатываиия схемы защиты устанавливается выбором стабилитрона и уста40 новкой с помощью резистора 8 уровня выходного напряжения. Чем ближе установлено выходное напряжение к опорному напряжению источника 6 напряжения, там при меньшем токе срабатывает защита от пере45 грузки.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   50 1. Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий мостовой диодный выпрямитель без фильтра, ключевой регулирующий элемент, включенный последовательно вв силовую шину, управляющим входом

   55 подключенный к выходу узла управления на транзисторе, база которого подключена к делителю напряжения, эмиттер — к источнику опорного напряжения, выходной фильтр, отличающийся тем, что, с

   60 целью повышения КПД и уменьшения пульсаций, делитель напряжения подключен к выходным выводам мостового выпрямителя.
2. .2. Стабилизатор по π. 1, отличающийся тем, что, с целью защиты стабили65 затора при коротком замыкании нагрузки,

   в него введен диод, анод которого подключен к эмиттеру транзистора узла управления, а катод — к выходу регулирующего элемента.
3. 3. Стабилизатор гао π. 1, отличающийся тем, что, с щелью стабилизации выходного напряжения при изменении тока нагрузки, в него введен резистор, подключенный между (базой транзистора узла уп761995

   б

   равления и выходом регулирующего элемента.