(St) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕКЛОЧАТЕЛЬНОГО ТИПА
Изобретение относитс к электротехнике и в частности к стабилизаторам гтереключательного типа. Известны стабилизаторы переключательного типа, включенные через выпр митель непосредственно в сеть, содержащие управл емый ключевой стабилизатор на входе и подключенный к его выходу неуправл емый конвертор, в которых вход усилител св зан с выходом стабилизатора, а выход усилител св зан с входом коммутирующего транзистора ключевого стабилизатора, имею щего гальваническую св зь с сетью. При таком построении стабилизатора к управл ющему усилителю предъ вл ютс такие требовани , как гальваническа разв зка между входом и выходом усили тел и низкое выходное сопротивление по посто нному току. Известно устройство однотактного управл емого конвертора, оконечный усилитель которого содержит выходной трансформатор, осуществл ющий гальва ническую разв зку и согласование. Вторична обмотка трансформатора подключена непосредственно к переходу базаэмиттер коммутирующего транзистора. Первична обмотка трансформатора выполнена с отводом от части витков, один из крайних выводов которой подключен к средней точке двух разнопол рных источников питани , а отвод от обмотки и другой крайний вывод подключены через промежутки коллекторэмиттер двух транзисторов к разнопол рным источникам питани til. Недостатком устройства вл етс ограниченный верхний предел регулировки коэффициента заполнени периода импульсного тока в св зи с односторонним намагничиванием магнитопровода выходного трансформатора рабочим управл ющим импульсом, когда его длительность становитс больше половины периода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс стабилизатор переключательного шипа, s котором ключевой стабилизатор выполнен по двухтактной схеме и содержит два параллельно включенных коммутирующих транзистора, переходы база-эмиттер которых подключены к двум вторичным обмоткам выходного трансформатора оконечного усилител . Первична обMojKa , выполненна с отводом от части витков, подключена крайними выводами к коллекторам двух транзисtopOB усилител ,а отвод первичной обмотки подключен к источнику пита|Ни через балластный резистор. Стабилизатор не имеет принципиаЛьных ограничений пределов регулировки скважности, поскольку оба полУ такта его работы вл ютс рабочими и одновременно s каждый полутакт осу ществл етс размагничивание магнитопровода выходного трансформатора пос ле воздействи предыдущего полутакта . Недостатком известного устройства вл етс наличие второго силовогЪ ко мутирующего транзистора, стоимость которого велика, поскольку к нему предъ вл ютс требовани по способности выдерживать высокое напр жение на промежутке коллектор-эмиттер при высокой скорости переключени , и уве личение потерь мощности на одном из коммутирующих транзисторов при несовпадении их входных характеристик. Цель изобретени - упрощение стабилизатора и повышение его КПД. Поставленна цель достигаетс тем что в стабилизаторе переключательного типа с ключевым стабилизатором на входе, содержащий включенные последо вательно в одну из силовых шин регулирующий элемент и pLC-фильтр, оконечный усилитель, выходом подключенный к входу регулирующего элемента и включающий в себ выходной трансформатор , вторична обмотка которого включена между базой и эмиттером регулирующего элемента, отвод от части витков первичной обмотки подключен. к одному из выводов дл подключени источника питани , а ее крайние йыводы св заны с коллекторами первого и второго транзисторов одного типа проводимости, эмиттеры которых соединены между собой, источник опорного напр жени , выходом подключенный к одному из входов усилител сиг нала ошибки, другой вход которого по ключей к выходным выводам стабилизатора , генератор пилообразного напр жени , выходом соединенного с одним из входов компаратора, выходом соедит немного с входом оконечного у.силите- л , а другим входом соединенного с выходом усилител сигнала ошибки, регулирующий элемент,выполнен на одном регулирующем транзисторе, а в оконечный усилитель стабилизатора введены источник опорного напр жени , третий транзистор, противоположный по типу проводимости первым двум,диод и резистор, включенный между отрицательным выводом дл подключени источника питани и эмиттерами первого и второго транзисторов, из которых база первого транзистора подключена к источнику опорного напр жени , база второго транзистора св зана с выходом компаратОра, а коллектор второго; {транзистора соединен с первичной об-/ моткой выходного трансформатора через переход база-эмиттер третьего транзистора , коллектор которого через диод св зан с коллектором первого транзистора. На чертеже представлена функциональна схема стабилизатора. Устройство содер {ит ключевой стабилизатор 1, подключенный непосредственно к питающей сети, к выходу которого подключен нерегулируемый конвертор 2. Ключевой стабилизатор 1 содержит выпр митель 3 с конденсатором фильтра Ц, в цепь выпр мленного напр жени которого включен регулирующий транзистор 5 с дросселем фильтра 6 и конденсатором фильтра 7, а обща точка Коллектора регулирующего транзистора 5 с дросселем 6 соединена через диод 8 с положительным полюсом конденсатора 7. В цепь эмиттера регулирующего транзистора 5 включен диод 9. Управление регулирующим транзистором 5 осуществл етс оконечным усилителем 10, управл емым компаратором 11, входы которого подключены к генератору 12 пилообразного напр жени и выходу усилител 13 си(- нала ошибки. Входы усилител 13 сигнала ошибки подключены к источнику И опорного напр жени и выходу нерегулируемого конвертора 2. В вь ходной цепи оконечного усилител 10 включен трансформатор 15, содержащий вторичную обмотку 16 с отводом от части витков и первичную обмотку , состо щую из рабочей и размаг5g - ничивакхдей обмоток 1 и 18. Первичныеобмотки трансформатора св заны с коллекторами перкаого транзистора 19 и второго транзистора 20, вместе с резистором 21 включенных .по схеме диф ференциального усилител . База первого транзистора 19 подключена к источнику 22 опорного напр жени , а меж ду базой второго транзистора 20 и входной клеммой оконечного усилител включена цепочка из резистора 23 и диода 24, ограничивающа величину входного сигнала. В цепь коллектора второго транзистора 20 включен переход база-эмиттер третьего транзистора 25 I зашунтированныфеаи ра 25, зашунтированный резистором 26. Промежуток коллектор-эмиттер третьего транзистора 25 через диод 27 и источник 28 напр жени подключен параллель но первичной обмотке трансформатора 13. Источник 28 напр жени содержи источник ЭДС 29, балластный резистор 30, накопительный конденсатор 31 и блокировочный диод 32. Питание око-25
нечного усилител осуществл етс от источника 33 напр жени .
Стабилизатор работает следующим Образом.
Регулирующий транзистора 5, работа в ключевом режиме и управл величиной среднего тока, поступающего на фильтр 6 и 7 от выпр мител 3 и конденсатора фильтра Ц, поддерживает такую величину напр жени на входе неуправл емого конвертора 2, при котором величина выходного напр жени стабилизато-ра при воздействии всех дестабилизирующих факторов сохран -. етс в заданных пределах. В интервалы времени, когда регулирующий транзистор 5 переходит в запертое состо ние, ток дроссел 6 не прерываетс , а благодар накопленной в дросселе 6 энергии продолжает поступать на вход неуправл емого конвертора, замыка сь через диод 8. Управление коммутирующим транзистором осуществл етс следующим образом . Сигнал ошибки выходного напр жени стабилизатора выдел етс в результате сравнени его выходного напр жени , поступающего на один вход усилител 1 дифференциального типа, с напр жением Источника Т опорного напр жени , поступающего на другой вход усилител . Величина его выходного напр жени пропорциональна сигналу ошибки. Коэффирующий транзистор 5 достигает режима насыщени , формиру таким образом импульс тока, поступающего в цепь дроссел фильтра 6. Величина тока коллектора первого транзистора 19, обеспечивающа лишь выход из режима отсечки тока регулирующего транзистора 5, ограничена на заданном урювне в результате включени первого транзистора 19, источника 22 опорного напр жени и резистора 21 по схеме стабилизатора тока. При поступлении с выхода компаратора 11 импульса положительной пол рности отпираетс циент заполнени лериода выходного итцпульсного тока компаратора 11, импульсы положительной пол рности которого соответствуют паузе тока коллектора регулирующего транзистора 5 определ етс в результате сравнени двух напр жений, приход щих на его дифференциальный вход, одним из которых вл етс выходное напр жение усилител 13 сигнала ошибки, а вторым - напр жение, поступающее с генератора 12 пилообразного напр жени . Когда с выхода колпаратора 1Т поступает импульс отрицательной пол рности , второй транзистор 20 запираетс , а первый транзистор 19 открываетс напр жением, поступающим с источника 22 опорного напр жени . Действующим при этом на вторичной обмотке 16 трансформатора 15 напр жением положительной пол рности коммутирующий транзистор выводитс из режима отсечки тока, а, благодар положительной обратной св зи по току между базовой цепью и цепью эмиттера, регули °Р° транзистор 20, который, создава более высокое падение напр жени на резисторе 21, запирает первый транзистор 19 и одновременно отпирает третий транзистор 25, шунтирующий первичную обмотку трансформатора 15, выключа таким образом регулирующий транзистор 5. Включенный в цепь коллектора третьего транзистора 25 источник 28 напр жени выполн ет вспомогательную функцию, уменьша врем выключени регулирующего транзистора 5, причем за это врем реализуетс зар д накопительного конденсатора 31. Одновременно второй транзистор 20 подключает размагничивающую обмотку 18 трансформатора 15 к источнику 33 напр жени , в результате чего после завершени запирани регулирующего транзистора 5 осуществл етс размагничивание магнитопровода трансформатора . С целью обеспечени неискажен ного трансформировани рабочего импульса , длительность которого прибли. «аетс к длительности периода следова -)и управл ющих импульсов, прин ты меры по принудительному перемагничиванию магнитопровода до насыщени за цикл размагничивани , отрезок времени которого значительно меньше периода . Дл этого число витков обмотки размагничивани 18 выбираетс значительно меньше числа витков рабочей обмотки 17 при примерно равных величинах напр жени , действующего на рабочей и размагнициваюи ей обмотках. Во избекание неограниченного роста тока после перемагничивани магнитопровода трансформатора 15 размагничивакщим импульсом, источник 28 напр жени