Імпульсний послідовний стабілізатор

Імпульсний послідовний стабілізатор, що містить регулюючий і керуючий транзистори, L-C-VDфільтр, блок керування, який відрізняється тим, що регулюючий транзистор виконаний у вигляді двох складених транзисторів, причому в базовий ланцюг вихідного транзистора включений струмообмежувальний резистор, а блок керування виконаний у вигляді компаратора, прямий вхід якого з'єднаний з резистивним подільником, включеним у вихідний ланцюг пристрою, у який також включений параметричний стабілізатор напруги, підключений до входу компаратора, що інвертує, вихід якого через керуючий транзистор підключений до бази регулюючого транзистора Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до пристроїв перетворення параметрів електричної енергії і може бути використаний для створення джерел вторинного електроживлення з бестрансформаторним входом і поліпшеною електромагнітною сумісністю, зокрема, при побудові джерел вторинного електроживлення як інвертор постійної напруги в постійну, а також може бути використаний в складі перетворювача постійної напруги нетрадиційного джерела живлення в перемінну синусоїдальну напругу промислової частоти Широко ВІДОМІ однотактні імпульсні стабілізатори напруги послідовного і рівнобіжного типів (наприклад, «Джерела електроживлення РЭА», довідник під ред Г С Найвельта, М , «Радіо і зв'язок», 1986р , с 32-34, «Джерела вторинного електроживлення», довідковий посібник під ред Ю И Конєва, М , «Радіо і зв'язок» 1983р , с 79-81, С А Эраносян, «Мережні блоки харчування з високочастотними перетворювачами», Л , «Энергоатомиздат», 1991 р , с 21-30) Цим стабілізаторам присущи наступні недоліки - невеликий граничний коефіцієнт заповнення імпульсів напруги на силовому трансформаторі, - неповне використання силового трансформатора, тому що відомо, що силовий трансформатор (його сердечник) в однотактних каскадах перемагнічується не по повній петлі гистерезиса, - вищевказаний недолік може привести до перегріву і виходу з ладу силового транзистора і, щоб усунути цей недолік, звичайно значно ускладнюють схеми керування, запуску і вимикання Найбільш близьким по технічній сутності і результату, який досягається, і обраним як прототип є «Імпульсний стабілізатор постійного струму» (Ас СРСР №1418679, МПК - 4G05F1/573, Бюл 31-88р), який містить регулюючий транзистор, LCD-фільтр, RC-фільтр, блок керування, допоміжний і три захисних транзистори Недоліком прототипу є низька точність регулювання вихідної напруги імпульсного стабілізатора Необхідно відзначити, що в даний час напівпровідниковий діод має позначення - VD, тому надалі в описі даного винаходу LCD-фільтр буде називатися L-C-VD -фільтр Задачею винаходу є розробка нової схемотехніки імпульсного стабілізатора з досягненням технічного результату - підвищення точності регулювання вихідної напруги імпульсного стабілізатора Поставлена задача зважується тим, що в «Імпульсному послідовному стабілізаторі», який містить регулюючий і керуючий транзистори, L-C-VDфільтр, блок керування, транзистор, що регулює, виконаний у вигляді двох складених транзисторів, причому в базовий ланцюг вихідного транзистора включений струмообмежувальний резистор, а блок керування виконаний у вигляді компаратора, прямий вхід якого з'єднаний з резистивним подільником, включеним у вихідний ланцюг пристрою, у яку також включений параметричний стабілізатор напруги, підключений до входу компаратора, що (О (О 62776 інвертує, вихід якого через керуючий транзистор підключений до бази регулюючого транзистора Новим в імпульсному стабілізаторі, що заявляється, є нова схемотехніка блоку керування, виконана на прецизійній високочастотній мікросхемі, що дозволяє точно підтримувати заданий рівень вихідної напруги на виході пристрою Крім того, пристрій, який заявляється, дозволяє відключити навантаження при надходженні сигналу «перевантаження» від пристрою токового захисту чи при надходженні сигналу перевищення величини вихідної напруги Тому очевидно, що реалізація пристрою, яка заявляється, дозволить вирішити задачу, поставлену в даному винаході, з досягненням технічного результату - підвищення точності регулювання вихідної напруги імпульсного стабілізатора Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаки - регулюючий транзистор, - керуючий транзистор, - L-C-VD-фільтр, - блок керування ВІДМІТНИМИ ВІД прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки - регулюючий транзистор виконаний у вигляді двох складених транзисторів, - у базовий ланцюг вихідного транзистора включений струмообмежувальний резистор, - блок керування виконаний у вигляді компаратора, - прямий вхід компаратора з'єднаний з резистивным дільником, - резистивный дільник включений у вихідний ланцюг пристрою, - у вихідний ланцюг пристрою включений параметричний стабілізатор напруги, - вихід параметричного стабілізатора напруги підключений до входу компаратора, що інвертує, - вихід компаратора через керуючий транзистор підключений до бази регулюючого транзистора Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок Дійсно, нова схемотехніка пропонованого імпульсного стабілізатора напруги в порівнянні з прототипом має прецизійну схему блоку керування, що дозволяє підтримувати вихідну напругу з точністю до 0,1В А застосування як регулюючого транзистора складеного транзистора дозволяє значно збільшити вихідну потужністю стабілізатора Крім того, що заявляється пристрій дозволяє відключити навантаження при надходженні сигналу «перевантаження» від пристрою токового захисту чи при надходженні сигналу перевищення величини вихідної напруги Сутність пристрою, що заявляється, пояснюється кресленням На фіг 1 зображена функціональна схема пристрою, що заявляється, на фіг 2 - принципова електрична схема пристрою, що заявляється Пристрій, що заявляється - імпульсний послідовний стабілізатор понижуючого типу - відомий також як стабілізатор - переривач («чоппер») Суть роботи чоппера пояснюється схемою на фіг 1 Напруга постійного струму від нетрадиційного джерела напруги U==40-90B перетвориться чоппером у стабілізовану напругу постійного струму 24В Чопперна схема пристрою обрана тому, що вона володіє високим кпд (=85%) і стійко працює у великому інтервалі зміни вхідної напруги При подачі на чопперну схему напруги постійного струму ключ Кл знаходиться в провідному стані і починає пропускати струм Відбувається заряд конденсатора С1 струмом, що проходить через дросель L1, що накопичує енергію При досягненні напруги, величина якого визначається пристроєм керування УУ, ключ Кл відключається і розриває ланцюг харчування Тим самим закінчується період накачування енергії і починається період віддачі енергії, запасеної в дроселі L1 і конденсаторі С1 через діод VD1 При зниженні напруги на конденсаторі С1 до рівня, обумовленого пристроєм керування УУ, ключ Кл знову замикається і процес повторюється У принциповій схемі (фіг 2) роль ключа Кл виконують транзистори VT2 і VT3, що включені за схемою Дарлінгтона, що доповнена тем, що між еммітером VT2 і базою VT3 включений резистор R4 Цей резистор виконує роль струмообмежувальний резистора і захищає транзистор VT2 від пробою його переходу коллектор-емітер, а транзистор VT3 - від пробою переходу база-ємітер Пристрій керування УУ складається з елемента порівняння DA1, виконаного на прецизійній високочастотній мікросхемі 544 УД2А и високочастному транзисторі КТ605АМ (VT1) Мікросхема DA1 працює в режимі компаратора Розглянемо роботу пристрою керування чопперною схемою При включенні чопперної схеми в мережу постійного струму складений ключ VT2, VT3 відкритий зсувом на базу транзистора VT2 через резистор R1 Через дросель L1 заряджається конденсатор С1 і на інверсному вході мікросхеми DA1 з'являється напруга 12В, стабілізоване стабілітроном VD2 через баластовий резистор R7 На прямому вході мікросхеми DA1 ця напруга продовжує рости, величина його визначається резистивним дільником R8, R9, R10 і пропорційна напрузі на конденсаторі С1, тобто на виході чопперної схеми Коли напруга на прямому вході DA1 перевищить значення напруги на його інверсному вході, на виході компаратора DA1 з'являється напруга, рівне напрузі на виході чопперної схеми Це напруга через дільник на резисторах R2, R3 відкриває транзистор VT1 База транзистора VT2 через відкритий транзистор VT1 з'єднується з загальним проводом, тому ключ на складених транзисторах VT2, VT3 пере 62776 ходить у замкнений стан і L-C-VD-фільтр відключається від мережі постійного струму Енергія, запасена в дроселі L1 і конденсаторі С1, надходить у навантаження через розрядний діод VD1 Коли напруга на прямому вході компаратора DA1 стає нижче напруги на його інверсному вході, на виході компаратора з'являється потенціал загального проводу, закривається транзистор VT1 і знову починається процес накачування енергії і цикл повторюється Комп'ютерна верстка М Мацело На виході чопперної схеми встановлюється постійна напруга величиною 24В, що підтримується з точністю до 0,1В при струмах навантаження більш 10А Тому очевидно, що реалізація пристрою, що заявляється, дозволить вирішити задачу, поставлену в даному винаході - розробку нової схемотехніки імпульсного стабілізатора - з досягненням технічного результату - підвищення точності регулювання вихідної напруги імпульсного стабілізатора Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119