SU817912A1 - Стабилизированный преобразовательНАпР жЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве стабилизированного источника питания для устройств автоматики и вычислительной техники.

Известны стабилизированные преобразователи напряжения [1]и [2].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий выпрямитель с фильтром, входом подключенный ко вторичной обмотке трансформатора двухтактного преобразователя на транзисторах, а выходом ко входу измерительно-преобразовательного блока и выходным выводом [2 ].

Однако известные устройства характеризуются тем, что токи в базовых цепях усилителя мощности или вообще не изменяются при изменении тока коллектора и коэффициента усиления транзистора, или зависят только от тока нагрузки и не зависят от коэффициента усиления, что вызывает трудности с форсированным закрытием транзистора и ведет к увеличению минимальной пАузы между полупериодами и увеличению мощности, необходимой для форсированного закрывания ^транзистора усилителя мощности, что приводит к снижению КПД стабилизированного преобразователя на• пряжения, а также большая величина базового тока не позволяет работать при малых токах нагрузки.

Цель изобретения - увеличение КПД преобразователя, расширение рабочего диапазона токов нагрузки в сторо^и ну малых токов, повышение надежности .

Поставленная цель достигается тем, что выхода измерительно-преобразовательного блока подключены к 15 базам соответствующего транзистора двухтактного преобразователя напряжения через введенные последовательно включенные диод, токоограничительный резистор и регулирующий элемент, 20 а также элемент обратной связи, подключенный первым выводом к коллектору соответствующего транзистора двухтактного преобразователя, вторым к регули рующему элементу, а третьим выводом к его эмиттеру.

При этом элемент обратной связи выполнен в виде диода, одним выводом подключенного к первому выводу элемента обратной связи, другим выводом

3Q через резистор,подключенный к катоду стабилитрона, анод которого подключен к третьему выводу элемента обратной связи, дополнительного тран- эистора, у которого база подключена через диод к точке соединения катода стабилитрона и резистора, коллектор соединен с анодом стабилитрона и третьим выводом элемента обратной связи, эмиттер подключен ко второму выводу элемента обратной связи, а регулирующий элемент выполнен в виде транзистора, эмиттер которого подключен к выводу регулирующего элемента, соединенного с базой транзистора двухтактного преобразователя, коллектор - к выводу регулирующего элемента, соединенного со вторым выводом элемента обратной связи непосредственно и через резистор к коллектору этого транзистора.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого стабилизированного преобразователя напряжения.

Он содержит элементы 1, 2' обратной связи .выполненные в виде диода 3, резистор 4, стабилитрон 5, диод 6, транзистор 7, регулирующие элементы 8, 9, выполненные в виде транзистора 10, резистор 11.

Стабилизированный преобразователь напряжения содержит также Измерительно-преобразовательный блок 12, имеющий ведущий и ведомый автогенераторы 13, 14 с коммутирующими трансформаторами 15, 16, измерительное устройство 17, двухтактный преобразователь напряжения 18, выполненный по полумостовой схеме и содержащий коммутирующие транзисторы 19, 20, в ба- зовых цепях которых имеются выпрямительные диоды 21, 22, токоограничительные резисторы.23, 24, регулирующие элементы 8, 9 и схемы форсированного запитания транзисторов 25, 26 выходной трансформатор 27, подсоединенный к выходному выпрямителю и фильтру 28, выходные клеммы 29,30.

Стабилизированный преобразователь напряжения работает следующим образом.

При включении питания измерительно-преобразовательный блок 12 вырабатывает двухполярный сигнал типа ме’андр с паузой на нуле, где величина паузы определяется измерительным элементом 17.

Этот сигнал поступает, в базовые цепи транзисторов 19, 20 - двухтактный преобразователь 18, выпрямляется диодами 21, 22 и через токоограничительные резисторы 23> 24 поступает на регулирующие элементы 8, 9, которые ограничивают величину базового тока таким образом, что транзисторы 19, 20 находятся на грани активной области. Это осуществляется путем поддержания коллекторного потенциала транзисторов 19, 20 на границе облас ти насыщения схемой обратной связи 1, 2. Эти схемы работают следующим образом в один полупериод напряжения.

В момент подачи в цепь управления положительного импульса транзистор 19 включается за конечное время, 'в течение которого обратная связь> 1 не работает, транзистор 10 открыт и ток в базовой цепи транзистора 19 определяется величиной резистора 23. Потенциал коллектора транзистора 19 Снижается до величины, определяемой падением напряжения на переходах база - эмиттер транзисторов 7,10, падением напряжения на диодах 3, б и резисторе 4. Напряжение коллектор эмиттер транзистора 19 при этом незначительно превышает напряжение в режиме насыщения , т. е. транзистор поддерживается на границе режима насыщения.

Снижение коллекторного потенциала транзистора 19 при уменьшении нагрузки передается на эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе 7, вызывая уменьшение базового тока транзистора 10, что уменьшает ток базовой цепи, транзистора 19 и последний выходит из режима насыщения. Аналогичным образом схема работает при повышении потенциала коллектора транзистора 19, вызывая увеличение базового тока транзистора 19.

Диод 3 обеспечивает передачу потенциала коллектора транзистора 19 на базу' транзистора 7 и должен выдерживать высокое обратное напряжение. Для защиты перехода коллектор база транзистора 7 от высокого потенциала в течение времени закрытия диода 3 установлен стабилитрон 5.

После окончания положительного импульса наступает пауза, с началом которой схема фарсированного запирания25 закрывает транзистор 19. Второе плечо усилителя мощности 18 работает аналогичным образом.

В результате этого транзисторы 19, 20 двухтактного преобразователя 18 могут работать с минимальной паузой при нулевом уровне сигнала, так как время рассасывания основных носителей в базовой области сокращается до минимума за счет подачи в базу транзистора 19 необходимого для данного момента тока⁷, зависящего от коэффициента усиления данного экземпляра транзистора и величины тока нагрузки в данный момент. Данная схема позволяет работать в очень широких пределах изменения тока нагрузки.

Claims (2)

1. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ стабилитрона, анод которого подключен к третьему выводу элемента об ратной св зи, дополнительного транэистора , у которого база подключена через диод к точке соединени  катода стабилитрона и резистора, коллектор соединен с анодом стабилитрона и третьим выводом элемента обратной св зи, эмиттер подключен ко второму выводу элемента обратной св зи, а ре гулирующий, элемент выполнен в виде транзистора, эмиттер которого подключен к выводу регулирующего элемен та, соединенного с базой транзистора двухтактного преобразовател , коллектор - к выводу регулирующего элемента , соединенного со вторым выводом элемента обратной св зи непосред ственно и через резистор к коллектору этого транзистору. На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого стабилизированного преобразовател  напр жени . Он содержит элементы 1, 2 обратной св зи .выполненные в виде диода 3, резистор 4, стабилитрон 5, диод 6, транзистор 7, регулирующие элементы 8, 9, выполненные в виде транзистора 10, резистор 11. Стабилизированный преобразователь напр жени  содержит также измеритель но-преобразовательный блок 12, имеющий ведущий и автогенераторы 13, 14 с коммутирующими трансформаторами 15, 16, измерительное устройство 17, двухтактный преобразователь напр жени  18, выполненный по полумостовой схеме и содержащий коммутирующие транзисторы 19, 20, в базовых цеп х которых имеютс  выпр мительные диоды 21, 22, токоограничи тельные резисторы.23, 24, регулирующие элементы В, 9 и схеглл форсирован ного запитани  транзисторов 25, 26 выходной трансформатор 27, подсоединенный к выходному выпр мителю и фильтру 28, выходные клеммы 29,30. Стабилизированный преобразователь напр жени  работает следующим образом. При включении питани  измерительно-преобразовательный Олок 12 выраба тывает двухпол рный сигнал типа меандр с паузой на нуле, где величина паузы определ етс  измерительным элементом 17. Этот сигнал поступает, в базовые ц пи транзисторов 19, 20 - двухтактный Преобразователь 18, выпр мл етс  диодами 21, 22 и через токоограничительные резисторы 23/ 24 поступает на регулируюаше элементы 8, 9, которые ограничивают величину базового тока таким образом, что транзисторы 19, 20 наход тс  на грани активной области. Это осуществл етс  путем поддержани  коллекторного потенциала транзисторов 19, 20 на границе облас ти насыщени  схемой обратной св зи 1, 2. Эти схемы работают следующим образом в один полупериод напр жени . В момент подачи в цепь управлени  положительного импульса транзистор 19 включаетс  за конечное врем , в течение которого обратна  св зь; 1 не работает, транзистор 10 открыт и ток в базовой цепи транзистора 19 определ етс  величиной резистора 23. Потенциал коллектора транзистора 19 снижаетс  до величины, определ емой падением напр жени  на переходах база - эмиттер транзисторов 7,10, падением напр жени  на диодах 3, б и резисторе 4. Напр жение коллектор эмиттер транзистора 19 при этом незначительно превышает напр жение в режиме насыщени  , т. е. транзистор поддерживаетс  на границе режима насыщени . Снижение коллекторного потенциала транзистора 19 при уменьшении нагрузки передаетс  на .эмиттерный повторитель , собранный на транзисторе 7, вызыва  уменьшение базового тока транзистора 10, что уменьшает ток базовой цепи, транзистора 19 и последний выходит из режима насыщени . Аналогичным образом схема работает при повышении потенциала коллектора транзистора 19, вызыва  увеличение базового тока транзистора 19. Диод 3 обеспечивает передачу потенциала коллектора транзистора 19 на базу транзистора 7 и должен выдерживать высокое обратное напр жение . Дл  защиты перехода коллектор база транзистора 7 от высокого потенциала в течение времени закрыти  диода 3 установлен стабилитрон 5. После окончани  положительного импульса наступает пауза, с началом которой схема фарсированного запирани  25 закрывает транзистор 19. Второе плечо усилител  мощности 18 работает аналогичным образом. В результате этого транзисторы 19, 20 двухтактного преобразовател  18 могут работать с минимальной паузой при нулевом уровне сигнала, так как врем  рассасывани  основных носителей в базовой области сокращаетс  до минимума за счет подачи в базу транзистора 19 необходимого дл  данного момента тока , завис щего от коэффициента усилени  данного экземпл ра транзистора и величины тока нагрузки в данный момент. Данна  схема позвол ет работать в очень широких пределах изменени  тока нагрузки. Формула изобретени  1. Стабилизированный преобразователь напр жени , содержащий выпр митель с фильтром, входом подключенный ко вторичной обмотке трансформатора двухтактного преобразовател  на транзисторах, а выходом ко входу измерительно-дреобразовательного блока и выходным выводом, о т л ичающийс  тем, что, с целью увеличени  КПД преобразовател , расширени  рабочего диапазона токов нагрузки в сторону малых токов, повышени  надежности, выходы измерительно-преобразовательного блока подключены к базак соответствующего транзистора двухтактного преобразовател  напр жени  через введенные последовательно включенные диод, токоограничительный резистор и регулирующий элемент, а также элемент обратной св зи, подключенный первым выводом к коллектору соответствующего транзистора двухтактного преобразовател  вторым к регулирующему элементу, а третьим выводом к его эмиттеру.
2. 2. Преобразователь по п. .1, отличающийс  тем, что элемен обратной св зи выполнен в биде диода одним выводом подключенного к первому выводу элемента обратной св зи , другим выводом через резистор, подключенный к катоду стабилитрона. анод которого подключен к третьему выводу элемента обратной св зи, дополнительного транзистора, у которого база подключена через диод к точке соединени  катода стабилитрона и резистора, коллектор соединен с ано дом стабилитрона и третьим выводом элемента обратной св зи, эмиттер подключен ко второму выводу элемента обратной св- ,зи, а регулирующий элемент выпол{1:ен в виде транзистора, эмиттер которого подключен к выводу регулирующего элемента, соединенного с базой транз -стора двухтактного преобразовател , коллектор - к выводу, регулирующего элемента, соединенного с токоограничительным резистором непосредственно , а база - к выводу регулирующего элемента, соединенного со вторым выводом элемента обратной св зи непосредственно и через резистор к коллектору этого транзистора, Источники информации, прин тые во виимание при экспертизе 1.Авторское свидетео ьство СССР 543112, кл. G 05 F 1/64, 1974. 2,Авторское свидетельство СССР № 609115, кл. G 05 F 1/64, 1975.

   41

   27