стабилизированный источник питания

Формула изобретения

Стабилизированный источник питания, содержащий релейный стабилизатор напряжения, состоящий из силового и управляющего транзисторов, объединенные эмиттеры которых подключены к входному источнику питания, коллектор управляющего транзистора соединен с базой силового транзистора и через резистор подключен к другому полюсу входного источника питания, база управляющего транзистора через времязадающий конденсатор подключена к коллектору силового транзистора и через резистор подключена к коллектору усилительного транзистора, коллектор силового транзистора через дроссель подключен к конденсатору фильтра релейного стабилизатора напряжения, а через шунтирующий диод подключен к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, эмиттер усилительного транзистора через резистор подключен к выходу релейного стабилизатора напряжения, а через стабилитрон к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, база усилительного транзистора через резисторный делитель напряжения подключена к выходу релейного стабилизатора напряжения, коллектор силового транзистора релейного стабилизатора напряжения через выпрямительный диод подключен к фильтрующему конденсатору и базе транзистора параметрического стабилизатора, к выходу которого подключен задающий генератор, к выходу релейного стабилизатора напряжения и задающего генератора подключен преобразователь напряжения, отличающийся тем, что в схему введены обмотка выходного трансформатора преобразователя напряжения, формирователь треугольного напряжения, построенный на резисторе и конденсаторе, корректирующий конденсатор, при этом обмотка выходного трансформатора преобразователя напряжения через резистор формирователя треугольного напряжения включена между эмиттером и базой управляющего транзистора, параллельно цепи эмиттер-база управляющего транзистора подключен конденсатор формирователя треугольного напряжения, а параллельно резистору делителя выходного напряжения релейного стабилизатора напряжения, подключенного одним из выводов к дросселю релейного стабилизатора напряжения, подключен корректирующий конденсатор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен стабилизированный источник питания (патент № 2339149), взятый за прототип, содержащий силовой транзистор 1 и управляющий транзистор 2, объединенные эмиттеры которых подключены к одному из полюсов входного источника питания. Резистор 3, подключенный к другому полюсу входного источника питания, обеспечивает ток базы силового транзистора 1. Усилительный транзистор 4, резистор 5 и резисторный делитель напряжения, состоящий из резисторов 6, 7, обеспечивают сравнение выходного напряжения с опорным напряжением на стабилитроне 8 и через резистор 9 и управляющий транзистор 2 выключает силовой транзистор 1 при достижении требуемого напряжения на конденсаторе фильтра 10 релейного стабилизатора напряжения 23. Времязадающий конденсатор 11 обеспечивает задержку на включение и форсированное запирание управляющего транзистора 2. Шунтирующий диод 12, дроссель 13 и конденсатор фильтра 10 образуют сглаживающий фильтр релейного стабилизатора напряжения 23. Отрицательная составляющая переменного напряжения дросселя 13 через выпрямительный диод 14 и фильтрующий конденсатор 15 поступает на базу транзистора параметрического стабилизатора 16, который обеспечивает включение задающего генератора 17 и преобразователя напряжения 18. Вторичное напряжение преобразователя напряжения 18 используется для питания аппаратуры потребителя.

Недостатком такого стабилизированного источника питания является то, что частота переключения релейного стабилизатора зависит от входного напряжения и от величины нагрузки потребителя. При этом частота может изменяться более чем в десять раз, что требует применение фильтра релейного стабилизатора напряжения с максимальными габаритно массовыми параметрами. Кроме того, изменение частоты переключения релейного стабилизатора относительно частоты преобразователя напряжения 18 приводит к возникновению комбинационных частот в цепях питания потребителя, что приводит к увеличению пульсаций выходного напряжения.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества электропитания радиоэлектронной аппаратуры потребителя и снижение габаритно-массовых параметров фильтра релейного стабилизатора напряжения путем введения синхронизации и стабилизации частоты переключения силового транзистора.

Поставленная задача достигается тем, что в стабилизированный источник питания, содержащий релейный стабилизатор напряжения, состоящий из силового и управляющего транзисторов, объединенные эмиттеры которых подключены к входному источнику питания, коллектор управляющего транзистора соединен с базой силового транзистора и через резистор подключен к другому полюсу входного источника питания, база управляющего транзистора через времязадающий конденсатор подключена к коллектору силового транзистора и через резистор подключена к коллектору усилительного транзистора, коллектор силового транзистора через дроссель подключен к конденсатору фильтра релейного стабилизатора напряжения, а через шунтирующий диод подключен к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, эмиттер усилительного транзистора через резистор подключен к выходу релейного стабилизатора напряжения, а через стабилитрон - к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, база усилительного транзистора через резисторный делитель напряжения подключена к выходу релейного стабилизатора напряжения, коллектор силового транзистора релейного стабилизатора напряжения через выпрямительный диод подключен к фильтрующему конденсатору и базе транзистора параметрического стабилизатора, к выходу которого подключен задающий генератор, к выходу релейного стабилизатора напряжения и задающего генератора подключен преобразователь напряжения, введены обмотка выходного трансформатора преобразователя напряжения, формирователь треугольного напряжения, построенный на резисторе и конденсаторе, корректирующий конденсатор, при этом обмотка выходного трансформатора преобразователя напряжения через резистор формирователя треугольного напряжения включена между эмиттером и базой управляющего транзистора, параллельно цепи эмиттер-база управляющего транзистора подключен конденсатор формирователя треугольного напряжения, а параллельно резистору делителя выходного напряжения релейного стабилизатора напряжения, подключенного одним из выводов к дросселю релейного стабилизатора напряжения, подключен корректирующий конденсатор.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1. представлена электрическая схема стабилизированного источника питания, содержащего релейный стабилизатор напряжения 23, состоящий из силового транзистора 1 и управляющего транзистора 2, объединенные эмиттеры, которых подключены к одному из полюсов входного источника питания. Резистор 3, подключенный к другому полюсу входного источника питания, обеспечивает ток базы силового транзистора 1. Усилительный транзистор 4, резистор 5 и резисторный делитель напряжения, состоящий из резисторов 6, 7, обеспечивают сравнение выходного напряжения с опорным напряжением на стабилитроне 8 и через резистор 9 и управляющий транзистор 2 выключают силовой транзистор 1 при достижении требуемого напряжения на конденсаторе фильтра 10 релейного стабилизатора напряжения 23. Времязадающий конденсатор 11 обеспечивает задержку на включение и форсированное запирание управляющего транзистора 2. Шунтирующий диод 12, дроссель 13 и конденсатор фильтра 10 образуют сглаживающий фильтр релейного стабилизатора напряжения 23. Отрицательная составляющая переменного напряжения дросселя 13 через выпрямительный диод 14 и фильтрующий конденсатор 15 поступает на базу транзистора параметрического стабилизатора 16, который обеспечивает включение задающего генератора 17 и преобразователя напряжения 18, введены обмотка 19 выходного трансформатора преобразователя напряжения 18, формирователь треугольного напряжения, построенный на резисторе 20 и конденсаторе 21, корректирующий конденсатор 22. При этом обмотка 19 выходного трансформатора преобразователя напряжения 18 через резистор 20 формирователя треугольного напряжения включена между эмиттером и базой управляющего транзистора 2, параллельно цепи эмиттер-база управляющего транзистора 2 подключен конденсатор 21 формирователя треугольного напряжения, а параллельно резистору 6 делителя выходного напряжения релейного стабилизатора напряжения 23 подключен корректирующий конденсатор 22.

С обмотки 19 выходного трансформатора преобразователя напряжения 18 прямоугольные импульсы со скважностью, равной двум, поступают на формирователь треугольного напряжения, выполненный на резисторе 20 и конденсаторе 21. Треугольное напряжение поступает на базу управляющего транзистора 2, работающего в ключевом режиме, при этом на его коллекторе формируется прямоугольное напряжение, кроме того, на базу управляющего транзистора 2 через резистор 9 поступает напряжение с усилительного транзистора 4, которое обеспечивает смещение треугольного напряжения, при этом пропорционально изменяется скважность прямоугольного напряжения на коллекторе управляющего транзистора 2, который управляет силовым транзистором 1 релейного стабилизатора напряжения 23.

Релейный стабилизатор напряжения 23 в начальный момент времени работает в режиме обычного релейного стабилизатора, а после запуска задающего генератора 17 переходит в режим широтно-импульсного модулятора, работающего с частотой преобразователя напряжения 18. При этом частота преобразователя напряжения имеет постоянную величину, превышающую частоту переключения релейного стабилизатора напряжения 23. Увеличение частоты переключения силового транзистора 1 и обеспечение ее стабильности позволяет уменьшить габаритно-массовые параметры фильтра релейного стабилизатора напряжения 23, состоящего из дросселя 13 и конденсатора 10, а так же снизить уровень пульсаций выходного напряжения.

Для обеспечения устойчивой работы релейного стабилизатора напряжения 23 в широком диапазоне входных напряжений и изменения потребляемой мощности в цепь его обратной связи введено корректирующее звено, построенное на резисторе 6 и конденсаторе 22.

Данное изобретение применяется в блоках управления приводами разрабатываемых ОАО «ИСС» в качестве стабилизатора напряжения вторичного источника питания.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.