Імпульсний регулятор постійного струму

Винахід відноситься до області електротехніки, а саме до імпульсних регуляторів постійного струму, та може використовуватись в системах електроживлення апаратури зв'язку та електронно-обчислювальної техніки. Відомі Імпульсні регулятори постійного струму [1], у яких, для полегшення імпульсних перенавантажень силових транзисторів під час перемикання, · послідовно в ланцюг розрядного діоду, через інерційність якого виникають вказані перенавантаження, введені допоміжні індуктивності. Однак введення цих індуктивностей призводить до звуження діапазону регулювання вихідного струму, через те, що при перемиканні силових транзисторів потрібен час на перезарядження цих індуктивностей. Застосування допоміжних джерел напруги для прискорення перезаряду вказаних індуктивностей малоефективно І диапазон регулювання таких імпульсних регуляторів залишається недостатнім. Найбільш близьким до нового технічного рішення, яке пропонується, є імпульсний регулятор постійного струму [2], який складається з силового транзистора, перший вихідний електрод якого приєднаний до першої вхідної клеми, допоміжного транзистора, емітер якого приєднаний до емітера силового транзистора, баластного резистора, який увімкнений між колекторами силового та допоміжного транзисторів, І_С фільтру, в якому конденсатор увімкнений між першим та другим вихідними виводами, дросель увімкнений між відповідними вхідним і вихідним виводами, перший вхідний вивід приєднаний до другого вихідного електрода силового транзистора, другий вхідний вивід приєднаний до другої вхідної клеми, перший та другий вихідні виводи приєднані до першої та др угої ви хідних клем, розрядного діода та безінерційного вентиля, перший електрод розрядного діода з'єднаний з другим, різноіменним, електродом безінерційного вентиля, перший електрод безінерційного вентиля та другий електрод розрядного діода приєднані, відповідно, до першого та другого вхідних виводів LC фільтру, керуючого блоку, перший ви хідний вивід якого приєднаний до емітера силового транзистора, першого та другого розв'язуючих резисторів, які увімкнені між другим вихідним вивідом керуючого блоку та базами, відповідно, силового та допоміжного транзисторів, шунтуючого елементу, до входу якого приєднані перший та другий електроди безінерційного вентиля, а до виходу якого приєднаний вхід силового транзистора. В цьому імпульсному регуляторі постійного струму розширено діапазон регулювання вихідного стр уму в області максимальних значень. Недоліком відомого імпульсного регулятора постійного струму є те, що після надходження від керуючого блоку вимикаючого сигналу І вимикання силового транзистора, імпульс струму, який передає енергію від джерела живлення до реактивних елементів фільтру І далі до навантаження, продовжує проходити через допоміжний транзистор, вимикання якого затримується через те, що до цього він знаходився в глибокому насиченні і закриватися він починає після того, як закінчиться процес розсмоктування носіїв струм у з області бази. Ця затримка припинення імпульсу струм у після надходження від керуючого блоку вимикаючого сигналу, призводить до збільшення мінімального значення вихідного струму імпульсного регулятора, тобто до звуження діапазону регулювання вихідного стр уму з боку мінімальних значень. Задачею винаходу є створення такого Імпульсного регулятора постійного струму, у якого шляхом вимикання допоміжного транзистора безпосередньо після відновлення зворотнього опору розрядного діоду, до того, як надійде вимикаючий сигнал від керуючого блоку, тобто, усунення можливості продовження проходження Імпульсу струму від джерела живлення до реактивних елементів фільтру і далі до навантаження після надходження вимикаючого сигналу від керуючого блоку І вимикання силового транзистора, досягається розширення діапазону регулювання вихідного стр уму з боку мінімальних значень. Поставлена задача досягається тим, що в імпульсний регулятор постійного струму, який складається з силового транзистора, перший вихідний електрод якого приєднаний до першої вхідної клеми, допоміжного транзистора, емітер якого приєднаний до емітера силового транзистора, баластного резистора, який увімкнений між колекторами силового та допоміжного транзисторів, LC фільтру, в якому конденсатор увімкнений між першим та другим вихідними виводами, дросель увімкнений між відповідними вхідним і вихідним виводами, перший вхідний вивід приєднаний до другого ви хідного електрода силового транзистора, другий вхідний вивід приєднаний до другої вхідної клеми, перший та другий вихідні виводи приєднані до першої та другої ви хідних клем, розрядного діода та безінерційного вентиля, перший електрод розрядного діода з'єднаний з другим, різноіменним, електродом безінерційного вентиля, перший електрод безінерційного вентиля та другий електрод розрядного діода приєднані, відповідно, до першого та другого вхідних виводів LC фільтру, керуючого блоку, перший вихідний вивід якого приєднаний до емітера силового транзистора, першого та другого розв'язуючих резисторів, які увімкнені між другим вихідним вивідом керуючого блоку та базами, відповідно, силового та допоміжного транзисторів, шунтуючо го елементу, до входу якого приєднані перший та другий електроди безінерційного вентиля, а до виходу якого приєднаний вхід силового транзистора, додатково введені ключовий елемент, який виконаний у вигляді транзистора, пороговий елемент, який виконаний у вигляді стабілітрона та резистора, в якому між загальним виводом та вихідним виводом увімкнений резистор, до вхідного виводу приєднаний перший електрод стабілітрона, до вихідного виводу приєднаний другий електрод стабілітрону, та узгоджувальиий елемент, при чому ключовий елемент своїм виходом, утвореним силовими електродами транзистора, приєднаний до входу допоміжного транзистора, а своїм вхідним виводом приєднаний до вихідного виводу узгоджувального елементу, вхідний вивід якого приєднаний до вихідного виводу порогового елементу, який своїми загальним та вхідними виводами приєднаний, відповідно, до першого електроду безінерційного вентиля та до другого електроду розрядного діода. Досягнення нового технічного результату полягає в тому, що додатковий транзистор вимикається одразу після відновлення зворотнього опору розрядного діода І на момент початку вимикання силового транзистора він вже перебуває в замкненому стані, тому виключається розширення мінімально можливої тривалості імпульсу стр уму, який передає енергію від джерела живлення до реактивних елементів фільтру І далі до навантаження, через затримку вимикання допоміжного транзистора, внаслідок чого розширюється діапазон регулювання вихідного стр уму з боку мінімальних значень. На основі вищевказаного можна зробити висновок, що сукупність суттєви х ознак, запропонована в формулі винаходу, є необхідною І достатньою для досягнення нового технічного результату. На фіг. 1, 2 зображені різні варіанти схеми запропонованого винаходу. Схема Імпульсного регулятора постійного струму, зображена на мал. 1, складається з силового транзистора 1, допоміжного транзистора 2, баластного резистора 3, дроселя 4 та конденсатора 5 LC фільтру, розрядного діода 6, безінерційного вентиля 7, управляючого блоку 8, розв'язуючих резисторів 9 та 10, шунтуючого елементу 11, порогового елемента 12, який виконаний у вигляді ланцюга із з'єднаних між собою резистора та стабілітрона, узгоджувального елемента 13, який виконаний у вигляді резистора, ключового елемента 14, який виконаний у вигляді транзистора, першої та другої вхідних клем 15 та 16, першої та другої вихідних клем 17 та 18, навантаження 19. Схема Імпульсного регулятора постійного струму, зображена на мал. 2, відрізняється тим, що за умови розміщення навантаження 19 у ланцюзі колектора силового транзистора 1, узгоджувальний елемент 13 виконаний у ви гляді транзистора та базового і колекторного резисторів. Запропонований імпульсний регулятор постійного струму працює таким чином. При наявності закриваючого сигналу на виході управляючого блоку 8 транзистори 1 та 2 закриті. Раніше накопичена в реактивних елементах IX фільтру енергія передається в навантаження 19, а струм дроселя 4 проходить до ланцюгу: перша вихідна клема 17, навантаження 19, друга вихідна клема 18, розрядний діод 6, безінерційний вентиль 7. При надходженні відкриваючого Імпульсу з виходу управляючого блоку 8, транзистори 1 та 2 починають відкриватися, струм крізь них наростає, а прямий струм через розрядний діод 6 та безінерційний вентиль 7 зменшується. З того моменту, як струм дроселя 4 почне повністю проходити крізь транзистори 1 та 2, прямий струм І пряма напруга розрядного діода б І безінерційного вентиля 7 зменшуються до нуля, а потім змінюють свій знак. Оскільки відразу після зменшення до нуля прямого струму крізь розрядний діод 6 його зворотній опір дорівнює нулю, то зворотня напруга буде прикладена до безінерційного вентиля 7 та входу шунтуючого елементу 11, Крізь вхідний ланцюг шунтуючого елементу 11 буде проходити зворотній струм розрядного діода 6, шун туючий елемент 11 відкриється, та своїм ви ходом зашунтує вхід силового транзистора 1, який закриється. Увесь струм, що забезпечує заряд конденсатора 5, дроселя 4, струм навантаження 19 та зворотній струм розрядного діода 6, буде проходити крізь допоміжний транзистор 2 та баластний резистор 3. Коли зворотній опір розрядного діода 6 почне відновлюватися, зворотній струм крізь цей діод І напруга на вході шунтуючого елемента 11 почнуть зменьшува тися, він почне закриватися. Одночасно Із зростанням зворотньої напруги на ланцюзі, що складається з безінерційного вентиля 7 та розрядного діода 6, відкривається силовий транзистор 1 і зростає напруга на вході порогового елемента 12. Коли ця напруга зросте до рівня напруги стабілітрона, на вихідному виводі порогового елемента з'явиться сигнал, який надійде на вхід узгоджувального елемента 13, І через його вихідний вивід потече струм вхідного виводу ключового елемента 14. Ключовий елемент 14 відкривається і своїм виходом зашунтує вхід допоміжного транзистора 2, який почне закриватися. Одночасно з процесом закривання допоміжного транзистора 2 продовжуватиме закриватися шунтуючий елемент 11 І відкриватися силовий транзистор 1. На той момент, коли закінчиться процес закривання шунтуючо го елемента 11 і відкривання силового транзистора 1, закінчиться І процес закривання допоміжного транзистора 2. В разі надходження після цього моменту закриваючого імпульсу від управляючого блоку 8 силовий транзистор 1 закриється, І, оскільки допоміжний транзистор 2 уже був закритий раніше, відразу припиниться проходження Імпульсу струму, що передає енергію від джерела живлення до навантаження 19. Надалі процес в схемі повторюється. Таким чином, порівняно з прототипом, в новому те хнічному рішенні, що пропонується, мінімально можлива тривалість Імпульсу струму, який передає енергію від джерела живлення до реактивних елементів фільтру І далі до навантаження, зменшена на час процесу розсмоктування носіїв струму з області бази допоміжного транзистора, і, тим самим, розширений діапазон регулювання вихідного струм у регулятора з боку мінімальних значень.