SU1372298A1 - Ключевой стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани . Цель изобретени  - повьшение КПД и надежности ключевого стабилизатора. Ключевой стабилизатор состоит из силового регулирующего транзистора 2, LCD- Фильтра 3, задакицего генератор (ЗГ) 5, модул ционного блока 6, в состав которого вход т усилитель 7 обратной св зи, компаратор 8, генератор 9 пилообразного напр жени , формирователь 10 управл ющих импульсов. В выходной трансформатор 24 ЗГ 5 введена дополнительна  обмотка 23, крайними выводами 25 и 26 через диоды 27 и 28 подключенна  к крайним выводам 13 и 14 выходной обмотки 15 трансформатора 16 формировател  10, а средней точкой 19 - к управл ющему злектроду транзистора 2. Напр жение, создаваемое на управл ющем входе транзистора 2, двухпол рное, благодар  чему врем  рассасывани  транзистора 2 сокращаетс , что приводит к снижению коммутационных потерь в момент запирани  и к уменьшению перегрева транзистора 2, при этом повышаютс  КПД и надежность стабилизатора. 3 ил. (Л

Description

со to

IS3

r

оо

фиг 1

Г(1|).1 I пи.чообратиог о напр жени  и с e - i Hiixo;n 1 и:1ообразное напр жение i. i UiHpeNk НПО С: сигналом обратной св - ) | усилител  7 подаетс  на компа- 1 Г; jM 1 ор 8. : выхода компаратора 8 пр - Т-.Ч1-, I Угг МТ)И1 U. импульсы (фиг. 26) с изме I П сис  скважностью в зависимости 1-1 мггиаил обратной св зи подаютс  1 , Г) ч,ч и.-МП формировател  10, преобразуют- с СП ф:;1рми.оиатепсм и на выходной об- мотке 15 трансформатора 16 возникает . ,- Г1М-:г.М(.:ин( е напр жение с паузой на ну- I ле н скважностью, измен ющейс  син- : 1 i ; хг.г.инг ГС гкважностью выходного напр жс .ни  компаратора 8.

:i li r ii,: (tint . 2a показана диаграмма на- i4- .,Koi.i{fi НЯ выходной обмотке 23 транс- .-ТОР i lOp-.taTopci 2) задающего генератора 5;

vri .(I ii;i Ji ir . Ри - /исн р мма напр жени  на

, 1-.,; |j|.i;-: 1 г.ui (lOMOTKe 13 трансформатора 16 ..м11гон,-ггел  10 модул ционного бло - .: .

- о - . прп лежутке времени напр - I T(. на 1м,1хо; е 25 обмотки 23 транс СП,.1 тора 24 имеет положительную поI .-I; ч рчость ОЬиг . 2а) и положительное

: ,|;-:.,;г1,и лр леннс на обмотке 15 трансформатоjipiMiI . i In (|1ирг.п1)оват(; 1  10. При этом диlitHi ,1, .8 о} азыцастс  в запертом состо 1 или , так как напр жение обмотки 15

.- -if ii,.;;, В1 1водами 13 и 19 выше или равно

. 1и1|;1нжеtinH) обмотки 23 между вывода ми ib п 29. Положительное напр жение

III ., м ода 13 (показано на фиг. 1 без

Я , ,.(.ПК :(1ками -I- и -) обмотки 15 че- . 1 ;; 1м;- ,:меи1еьный диод 17 и ограни- ii TcijbuijM резистор 20 подаетс  на уиранлопш транзистора 2

2г). Транзистор 2 открыт и на их.)д Ь 1Л)-ф11льтра подаетс  напр жение iii: 1 очн1-1ка 1 питани  (фиг. 2д), фильт- ,огс  и поступает в нагрузку 4. .. |;1)емеии tj напр жение на об- д. M iiKt 15 1 рансформатора 16 формирова 1ел4 1.) становитс  равным нулю. В ре- ,, культа ге диод 27, включенный в пр  ЮМ на.графлении по отношению к входу Р ,ч; :1аилени  транзистора 2, открываетс  Я . 11оЛ1)ж1Ггельным напр жением на выводе 25

.1 );(же1(ие осмотки 23 через пр мо- i iсмс;целП1,ш дио,ч 28 и обесточенную обti iTixy 5, чериз среднюю точку 19 при- , :,biBcio Ч Я К. i 1..11)му злектроду 22,

Р Х IПтр ша fjij.Hoe 11ап1) жение средней точ - 8 1.11 29 I OMixrKii 23 прикладываетс  к -л.1. ЧК( .1нени | ограничительного реч r.iii. i 2(1 i V пра и.|Г)1Ю1цег о :злектрода 1 r:;j.J5ii. - чра, т. f. на нход управлени  регулирующего транзистора 2 в промежутке времени t,,-t, от схемы управлени  подаетс  запирающее напр жение (фиг. 2в). При этом происходит форсированное рассасывание неосновных носителей из области базы, что предотвращает резкое увеличение тока через коллекторньп переход транзистора в момент изменени  пол р 1ости на- пр жени  на обмотке дроссел  LCD- фильтра 3, что эквивалентно режиму короткого замыкани  на выходе транзистора 2. Коммутационные потери уменьшаютс .

Регулирующий транзистор 2 закрыт и на входе LCD-фи.пьтра 3 - на его рекуперативном диоде напр жение становитс  равным нулю (фиг. 2д).

В момент времени t напр жени  на обмотках 15 и 23 измен ют знаки, показанные на фиг. 1 в скобках и на фиг. 2а, в . Диод 28 заперт, так как напр жение обмотки 15 между выводами 19 и 14 выше или равно напр жению обмотки 23 между выводами 26 и 29. Положительное напр жение вывода 14 обмотки 15 подаетс  через ограничительный резистор 20 на управл ющий электрод транзистора 2 (фиг. 2г). Та КИМ образом, в промежутке времени t,-t,, как и в промежутке времени

,, регулирующий транзистор 2 ключевого стабилизатора открыт.

Аналогично описанному процессу в рромежутке времени t,-ts в промежутках , tj-tg, т.е. в моменты по влени  паузы на нуле в управл ющем напр жении обмотки 15 формировател  10 транзистор 2 ключевого стабилизатора закрыт. В другом случае, когда на обмотке 15 формировател  10 управл ющих импульсов по вл етс  выходное напр жение, а именно в проме

ъ-,,

ГЧ

t -,- t g транжутках

зистор 2 открыт.

В процессе работы ключевого стабилизатора посто нного напр жени  импульсное напр жение (фиг.2д), действующее на входе LCD-фильтра 3, инте- гриру етс  фильтром и стабилизируетс  в пределах, определ емых элементами усилител  7 обратной св зи.

Таким образом, управл ющее напр жение , создаваемое на входе управлени  регулирующего транзистора 2 ключевого стабилизатора с помощью предложенной схемы, двухпол рное. С по влением запирающего напр жени 

|Q 5

20 25

35

40

45

к составе упранч нмщ го сигп.ч.м рассасывани  трпнчистпра с.гкр пцаетс  , что приводит к чнач1ПЧ -п-.ио--1у сокращению коммутационных iioropi, н момент запирани , и, как с,и-,-;ствие, ; инь- шаетс  перегрев регулирующего транзистора , повышаетс  КИЛ и надежность стабилизатора.

Предложенное устройство можот быть использовано в схеме управлени  сетевым бестрансформаторным стабилизированным преобразователем (фиг.З). Устройство не требует установки в цепи управлени  регулирующим транзистором допол1П1тель}1ьгх дискретных элементов - маломощных транзт1сторов, конденсаторов и т.п., подвергающихс  в процессе работы воздействию нестационарных процесс011 в сети, так как указанные элементы соединены с входом управлени  силового регулирующего транзистора и че11ез комплексное сопротивление монтажа (емк(- сть монтажа , сопротивление изо.л ции) св заны с сетью.

Применен ле предложенного стабилизатора в отличие от известного не ограничено формой управл ющего напр жени  с паузой на нуле (фиг.2в,к). На выходных обмотках трансформаторов задающего генератора и формировател  могут действовать напр жени  пр моугольной формы со скважностью два (фиг. 2а,л), смещающиес  в процессе регулирова}П1  одно относительно другого на угол регулирова). В результате сложени  указанньк напр жений с помощью предложенного устройства на входе упранле(П1  регулирующего транзистора (фиг. 2м) будет действовать результирующее двухпол рное напр жение, аналогичное по форме напр жению на диаграмме (фиг.2г,м). В промежутках времени

t,-t,

t3-t4, t --t.

cnHi;i. на

пр жений задающего генератора и формировател  диоды 27 и 28 (фиг. 1) оказываютс  sanepTi.LMii и на входе управлени  регулирующего транзистора действует отпирающее на11 ш лен11е двух- полуперцодного выпp I Iiтeл I in ди1)дах 17 и 18. Регу.1Ш11ующий транзистор открыт .

Во временных промежутках t,.-r,, t,-t. (фиг. 2а,.,м) пг)отиво 4 Ь

фазности указанных напр женш) эти напр жени  , склад1,1ва с ь последовательно , поступаю на HX .vH упраг111е1П1 

51372298

егулирующего транзистора в чагщрак - ен 1(.1л рности и транзистор запиратс  , орм у л а изобретенна 

1)ы т х ни О к г с и н то кр ны 5 да а эл вы щи сх по ли

Ключевой стабилизатор посто нного напр жени , содержащий последовательно соединенные силовой рег улирующий транзистор и LCD-Фильтр между входными и выходными выводами, задающлй генератор, модул цио 1ньй блок, состо щий из генератора пилообразного напр жени , компаратора и усилител  обратной св зи, причем выход генератора пилообразного напр жени  подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с усилителем обратной св зи, св за)шым с выходН.1ми выводами, а выход компаратора св зан с первым входом формировател  управл ющих импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу генератора, вто

1)ым выходом подключенног о к генератору пилообразного напр жени , выходна  обмотка трансформатора формировател  управл ю1цлх импульсов крайними выводами через выпр митель и Ограничительный резистор подключена к управл ющему электроду регулирующего транзистора, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  КПД и надежности стабилизатора, в выходной трансформатор задающего генератора введена дополнительна  обмотка, краГшие выводы которой через введенные диоды подключены к крайним выво- дам выходной обмотки трансформатора формировател  управл ющих импульсов, а средн   точка - к управл ющему электроду регулирующего транзистора, выпр митель формировател  управл ющих импульсов выполнен по двухтактной схеме со средней точкой, котора  подключена к силовому электроду регулирующего транзистора.

if

h te

(риг. 3

Claims (1)

1. Форм у л а изобретения

   Ключевой стабилизатор, постоянного напряжения, содержащий последователь но соединенные силовой регулирующий транзистор и LCD-фильтр между входными и выходными выводами, задающий генератор, модуляционный блок, состоящий из генератора пилообразного напряжения, компаратора и усилителя обратной связи, причем выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с усилителем обратной связи, связанным с выходнгями выводами, а выход компаратора связан с первым входом формирователя управляющих импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу задающего генератора, вто рым выходом подключенного к генератору пилообразного напряжения, выходная обмотка трансформатора формирователя управляющих импульсов край5 ними выводами через выпрямитель и ограничительный резистор подключена к управляющему электроду регулирующего транзистора, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД 10 и надежности стабилизатора, в выходной трансформатор задающего генератора введена дополнительная обмотка, крайние выводы которой через введенные диоды подключены к крайним выво15 дам выходной обмотки трансформатора формирователя управляющих импульсов, а средняя точка - к управляющему электроду регулирующего транзистора, выпрямитель формирователя управляю20 щих импульсов выполнен по двухтактной схеме со средней точкой, которая подключена к силовому электроду регулирующего транзистора.

   фиг 2