SU763868A1 - Стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к средствам поддерживания постоянного напряжения и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Известен стабилизатор постоянного тока с непрерывным регулированием [1].

Недостатком применения стабилизаторов напряжения с непрерывным регулированием является необходимость их расчета на максимальный ток нагрузки, при этом потери достигают значительной величины и требуются большие площади поверхности теплоотводящих радиаторов для регулирующих транзисторов, что приводит к увеличению массы и габаритов системы вторичного электропитания в целом. Кроме того, низкий КПД подобных устройств снижает время полезного функционирования объектов при использовании в качестве первичной сети аккумуляторных батарей без возможности подзарядки.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, входом соединенный с входным выводом, а выходом — с первым выводом накопительного дросселя и через коммутирующий диод — с общей шиной, • узел управления, входом подключенный к второму выводу накопительного дросселя, • а выходом — к базе управляющего транзис5 тора и через последовательно соединенные первые резистор и конденсатор к выходу регулирующего элемента, коллектор управляющего транзистора подсоединен к точке соединения последовательной цепочки, состоящей из параллельно соединенных вторых '0 резистора и конденсатора, подключенных к управляющему входу регулирующего элемента и третьего резистора, подключенного к общей шине, а эмиттер — к входному выводу [2].

Однако в известном стабилизаторе не⁵ возможно получить малый уровень пульсаций выходного напряжения и низкий уровень наводимых помех даже при малых значениях тока нагрузки.

Целью изобретения является расширение функциональных · возможностей стабилизатора напряжения путем уменьшения уровня пульсаций выходного напряжения при значениях тока нагрузки меньше установленного уровня.'

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемый стабилизатор постоянного напряжения введен датчик тока, включен- _; ный между вторым выводом накопительного дросселя и выходным выводом, выход которого соединен с входом введенного прерывателя, выходом подключенного параллельно накопительному дросселю.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий составной элемент на транзисторах 1, 2, управляющий транзистор 3, коллектор которого подключен к базе транзистора 2 через цепочку из параллельно соединенных конденсатора 4 и резистора 5, резистор смещения 6, последовательно соединенные ре, зистор 7 и конденсатор 8, включенные меж’< ду коллектором регулирующего и базой уп. равняющего транзисторов, сглаживающий фильтр,· включенный последовательно с нагрузкой и состоящий из коммутирующего ..диода 9 и накопительного дросселя. 10, прерыватель 11, включенный параллельно накопительному дросселю, усилитель постоянного тока со схемой сравнения 12, выход которого соединен с базой управляющего транзистора, источник 13 опорного (эталонного) напряжения, датчик 14 тока нагрузки, включенный последовательно с нагрузкой, делитель выходного напряжения, состоящий из резисторов 15, 16 конденсатор 17 сглаживающего фильтра.

Устройство работает следующим образом.

При токе нагрузки, меньшем установленного уровня, датчик .14 тока воздействует на прерыватель 11 так, что накопительный дроссель электрически замкнут накоротко. При этом режим автоколебаний не возникает и регулирующий составной элемент на транзисторах 1, 2 работает в непрерывном (линейном) режиме регулирования.

Непрерывный сигнал управления регулирующим элементом снимается с усилителя постоянного тока со схемой сравнения 12 и представляет собой усиленную разность выходного и опорного напряжений.

Величина пульсаций выходного напряжения незначительна, а наводимые в нагрузку помехи практически отсутствуют.

При повышении током нагрузки заданного уровня датчик 14 воздействует на прерыватель 11 таким образом, что цепь прерывателя, включенного параллельно дросселю, разомкнута, при этом регулирующий составной элемент на транзисторах 1, 2, управляющий транзистор 3 и конденсатор 8 образуют схему несимметричного мультивибратора, работающего в режиме авто колебаний. Когда управляющий транзистор 3 открыт и насыщен, регулирующий составной элемент на транзисторах ΐ, 2 закрыт, в следующий полупериод транзистор 3 за крыт, а регулирующий составной элемент транзистора 1, 2 открыт и насыщен.

Время открытого состояния регулирующего элемента определяется постоянной времени разряда конденсатора 8 через тран⁵ зистор усилителя постоянного тока-со схемой сравнения 12, следовательно зависит от разности части выходного напряжения, получаемого с делителя напряжения, состоящего из резисторов 15, 16, и опорного на_ίθ пряжения, получаемого с источника опорного напряжения.

Частота коммутации определяется резистором 7 . н конденсатором 8 время-задающей цепи, индуктивностью дросселя 10 и величиной емкости конденсатора 17.

«5 Таким образом, регулирование осуществ ляется изменением времени проводящего состояния (скважности импульсов несимметричного мультивибратора) регулирующего составного элемента в зависимости от величины выходного напряжения стабилиза^М тора.

С помощью фильтра, состоящего из коммутирующего диода 9, дросселя 10, конденсатора 17 осуществляется демодуляция последовательности импульсов в постоянное 2$ напряжение заданной величины. Цепочка из параллельно соединенных конденсатора 4 и резистора 5 обеспечивает надежное запирание регулирующего элемента на транзистор 1, 2 в один из полупериодов.

КПД устройства при значительном уве³⁰ ничейном токе достаточно велик, а регулирующий элемент не требует увеличения поверхности радиатора в связи с работой в импульсном режиме.

Таким образом, в предлагаемом стаби_Je лизаторе постоянного напряжения, при токе нагрузки, не превышающем заданного значения, пульсации выходного напряжения имеют незначительную величину, помехи, наводимые от стабилизатора в нагрузку, практически отсутствуют, а при превышеО нии током нагрузки установленного уровня и многократном его увеличении КПД устройства резко возрастает, масса же и габариты остаются неизменными и меньше, чем у существующих аналогов.

Отличительной особенностью предлагаемого стабилизатора напряжения является постоянство абсолютной величины выходного напряжения в обоих указанных режимах работы. В качестве управляемого прерывателя могут быть использованы герко50 иы, контакты токового реле, тиристорные и транзисторные схемы.

Claims (2)

1.Источники электропитани  на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под ред. С. Д. Додика и И. И. Гальперина . М., Сов радио, 1969, с. 98.

2.Полупроводниковые приборы в технике электросв зи, под ред. И. Ф. Николаевского М., Св зь. 1972, вып. 10, с. 210, рис. 5.