SU798765A1 - Непрерывно-ключевой стабилизаторНАпР жЕНи пОСТО ННОгО TOKA - Google Patents

Description

Изобретение отуоситс  к электротехнике и может быть использовано дл  электропитани  устройств автоматики и вычислительной техники, Известен непрерывно-импульсный стабилизатор напр жени  посто нного тока, в котором непрерывный стабили -затор включен последовательно с импульсным стабилизатором,что вызывае необходимость специальных цепей запуска стабилизатора l . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  непрерывно-импульсный стабилизатор напр жени , содержащий источник пит ни , ключевой регулирующий транзистор Д1С - сглаживающий фильтр, схему управлени  ключевым транзистором непрерывный стабилизатор напр жени  посто нного тока с последовательным регулирующим транзистором и схемой управлени , выходы которого включены параллельно выходам ключевого стабилизатора, а также резистррный датчик тока непрерывного стабилизатора . Причем одна шина питани  выполнена общей, а втора  подключена непосредственно ко входу ключевого стабилизатора и через резистивный датчик тока непрерывного стабилизатора , включенный на входе схем yjir равлани  ключевого/стабилизатора ко входу неарерывного стабилизатора напр жени . Этот непрерывно-импульсный стабилизатор обеспечиваэт получение высоких значений параметров, таких как КПД, выходна  мощность, коэффициент стабилизации Г23 Существенным недостатком данного стабилизатора, вли ющим на качествен-, ные показатели,  вл етс  (нгиЛичие резисторного датчика тока непрерывного стабилизатора. В процессе работы этого стабилизатора ток непрерывного стабилизатора измен етс  от некоторо о своего минимсшьного значени  до максимальн6г 6,и на резистор-ном датчике тока создаетс  падение напр жени , величина которого мен етс , что приводит к изменению нар жени  на входе непрерывного стабилизатора. Причем с увеличением тока н-епрерывного стабилизатора напр жени  на его входе уменьшаетс . В результате этого во входном напр жении непрерывного стабилизатора по вл етс  дсполни- ельна  переменна  составл юща  с частотой работы ключевого стабилизатора, котора  передаетс  на выход и приводит к по влени  в выходном напр жении

непрерывно-импульсного стабилизатора лульсаций с частотой работы ключевого стабилизатора,что ухудшает качественные характеристики устройства.

Цель изобретени  - уменьшение уровн  пульсаций выходного напр жени  и упрощение схемы.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в непрерывно-ключевой стабилизатор напр жени  посто ннс го тока, содержащий ключевой регулирующий транзистор, входной силовой зажим которого подключен непосредственно к одной из входных клемм, а выходной иловой в.ывод через flLC сглаживагоощй фильтр - к одной из выходных клемм, схему управлени  ключевым транзисто4 ом , выход которого соединен с его управл ющим входом,непрерывный стаби Лизатор напр жени  посто нного тока с последовательным регулирующим тран зистором, выходы которого включены параллельно выходам ключевого стабилизатора , и схему управлени  непрерывным стабилизатором напр жени , вход которой подключен к выходным клеммам, а выход - к управл ющему входу последовательного регулирующег транзистора, введен оптоэлектронный прибор, фотоприемник которого соединен сО входом схемы управлени  ключевым транзистором, а светоизлучатель через резистор включен между входным зажимом ключевого регулирующего транзистора и входом непрерывного стабилизатора напр жени , параллельно упом нутому резистору включен переход база-эмиттер дополнительно введенного транзистора, коллекторно-эмиттерный переход которого подключен параллельно светоизлучателю оптоэлектронного прибора и резистора.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого непрерывноимпульсного стабилизатора напр жени 

Непрерывно-импульсный стабилизатор включает в себ  ключевой стабилизатор 1 напр жени  и непрерывный , стабилизатор 2.

Ключевой стабилизатор 1 содержит ключевой регулирующий транзистор 3, эмиттер которого (вход ключевого стабилизатора) подключен к одной из входных шин, а коллектор через Д1Ссглаживающий фильтр 4 подключен к выходу стабилизатора,а база - к выходу схемы 5 управлени  ключевым транзистором , представл ющим собой пороговый элемент (например, триггер Шмитта ) .

Непрерывный стабилизатор 2 напр жени  компенсационного типа включает в себ  последовательный регулирующий транзистор 6 и схему 7 управлени  непрерывным стабилизатором, содержащую сравнивающий элемент (например дифференциальный усилитель). Один из . входов схемы управлени  подключен к источнику опорного сигнала И

(например стабилитрону), а второй к выходу стабилизатора. Выход схемы

7управлени  подключен к базе регулирующего транзистора 6.

На входе схемы 5 управлени  ключевым транзистором включен фотоприемник 8 оптоэлектронного прибора 9, светоизлучатель 10, (например фотодиод ), который через резистор 11 вклчен между входом ключевого стабилизатора и коллектором регулирующего, тразистора 6 непрерывного стабилизатора 2. Параллельно светоиэлучателю ГО и; резистору 11 включен переход коллектор-эмиттер транзистора 12, переход база-эмиттер которого включен параллельно резистору 11.

Непрерывный и ключевой стабилизаторы имеют общую шину и их выходы подключены параллельно нагрузке Т,., Непрерывно-ключевой стабилизатор напр жени  работает следующим образом .

При включении входного напр жени  ключевой регулирующий транзистор 3 закрыт. Ток непрерывного стабилизатора 2 стремитс  к значению, определ емому нагрузкой стабилизатора Кц. С увеличением тока непрерывного стабилизатора возрастает ток, протекающий через светоизлучатель 10, и вызывает его свечение.

Светова  энерги  светоизлучател  воспринимаетс  фотоприемником 8 включенным на входе схемы 5 управле ни  ключевым транзистором.

Яркость свечени  светоизлучател  возрастает с увеличением протекающего через него тока, и при определенном значении тока непрерывного стабилизатора 2 срабатывает схема 5 управлени , котора  включает ключевой транзистор 3.

Одновременно с этим, за счет падени  напр жени  на резисторе 11, создаваемым током, протекающим через светоизлучатель 10, открываетс  транзистор 12, обеспечивающий путь протекани  тока непрерывного стабилизатора при дальнейшем его увеличении , мину  светоизлучатель.

8результате этого ток через светоизлучатель ограничиваетс  на уровне, достаточном дл  включени  и поддержани  открытым ключевого транзистора а основной ток непрерывного стабилизатора , необходимый дл  поддержани  неизменного напр жени  на выходных згикимах, протекает через открытый транзистор 12.

После включени .ключевого транзистора 3 в нагрузку через ключевой транзистор 3 и дроссель дис сглаживающий фильтр начинает протекать ток, и на выходе непрерывного стабилизатора устанавливаетс  требуемое выходное, напр жение. Ток через непрерывньлй стабилизатор начинает уменьшатьс , а следовательно, уменьшаетс  ток через светоизлучатель и уменьшаетс   ркость его свечени , и при определенной  ркости свечени  светоизлучател  схема 5 управлени  запирает ключевой транзистор З.Пос-. ле запираниЯ ключевого транзистора в нагрузку продолжает поступать ток обусловленный разр дом индуктивности сглаживающего фильтра через отсекающий диод Д.По мере разр да индуктивности ток разр да уменьшаетс ,а ток через непрерывный стабилизатор возрастает так,что суммарный ток в нагрузке остаетс  неизменным.Ток через непрерывный стабилизатор увеличиваетс  до тех пор, пока вновь не сработает схема 5 управлени  и не произойдет повторное включение ключевого транзистора 3. Цикл повтор етс , и в устройстве устанавливаютс  устойчивые автоколебани .

При отключенной нагрузке или при минимальном токе нагрузки ключевой стабилизатор отключен, и работает только непрерывный стабилизатор. При большой выходной мощности за счет выбора порогов срабатывани  схемы управлени  ключевым транзистором среднее значение тока непрерывного стабилизатора можно обеспечить неизменным и незначительным. Потери мощности в непрерывном стабилизаторе при этом незначительны и вместе с потер ми мощности в ключевом стабилизаторе составл ют потери, определ ющие КПД непрерывно-ключевого стабилизатора , которые могут быть такого же пор дка, как и ключевого стабилизатора (85-95%) . Качественные показатели непрерывно-ключевого стабилизатора (стабильность, пульсации выходного напр жени , выходное сопротивление ) определ ютс  схемой непрерывного стабилизатора и  вл ютс  такими же, как и в обычном непрерывном стабилизаторе напр жени  посто нного тока.

Введение в непрерывно-ключевой стабилизатор напр жени  оптоэлектронного устройства позвол ет упростить управление ключевьпл транзистором в соответствии с изменением тока через непре1%1вный стабилизатор.

Кроме того, введение транзистора, переход база-эмиттер которого включе параллельно резистору, соединенному последовательно со светоизлучатепем, а переход эмиттер-коллектор - параллельно светоизлучателю и резистору, позвсут ет ограничить ток, протекаюошй через светоизлучатель и тем самым уменьшить величину переменной составл ющей входного напр жени  непрерывного стабилизатора и уменьшить уровень пульсаций выходного напр жени , т.е. улушчить качественные характеристики непрерывно-ключевого стабилизатора .

10

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 463957, кл. Q 05 Г 1/58, 1972.

2.Китаев В. Е. и др . Электропитание устройств св зи. М., Св зь,

1975, с. 205, рис. 8-25.

W , ii...-. .., 798765