Преобразователь-стабилизатор напряжения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциал исти 4 ескихРеспублик ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл, 6 0511/64 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕН ИЯ 1Преобразователь предназначен преимущественно для использования в бестрансформаторных сетевых блоках питания, выполненных с применением высокочастотных высоковольтных кремниевых транзисторов.Известный преобразователь-стабилизатор содержит задающий генератор, двухтактный усилитель мощности с трансформаторным входом и выходом, силовой и вспомогательный выпрямители, работающий па двойной частоте задающего генератора широтно-импульсный модулятор, управляющий транзисторным ключом, который обеспечивает выключение транзисторов усилителя мощности путем отключения их эмиттеров от средней точки управляющих обмоток входного трансформатора, Такой преобразователь имеет низкую надежность, органиченную область применения и низкую стабильность выходного напряжения.Действительно, сигнал, выключающий транзисторы усилителя мощности, образуется путем разрыва цепи обмоток трансформатора, как это происходит в двухтактном преобразователе с нулевым выводом. В момент разрыва возникает импульс обратной полярности, величина которого зависит от соотношения величин индуктивности рассеяния трансформатора и нагрузки. При повышенных частотах преобразования это соотношение ухудезВте"н473994 шается и величина импульса возрастает из-заухудшения магнитных свойств сердечникатрансформатора. Требуемый режим переключения транзисторов усилителя нарушается,5 работа прототипа становится неустойчивой,Упомянутый импульс увеличивает опасностьпробоя перехода база-эмиттер транзистора(особенно высокочастотного) и его вторичногопробоя на этапе запирания.1 о Указанные обстоятельства ограничив;потобласть надежной работы известного преобразователя низкими частотами преобразования с использованием низкочастотных (сплавных) транзисторов,Для его реализации необходима средняяточка управляющих обмоток трансформатораусилителя мощности. Это не позволяет выполнить последний по полумостовой схеме, позволяющей полностью использовать транзи.т)- ры по напряжению, и по мостовой схеме, вкоторой с паузой переключается пара транзисторов, подключенных и разным полюсамисточника питания, и отсутствует ток пер- крытия через этп транзисторы.25Таким образом, известный преобразовательне может использоваться при повышенном напряжении питания в случае двухтранзисториого усилителя мощности и не допускает ЗО полнения усилителя мощности по мостсхеме с минимальными динамическими потерями.В предлагаемом преобразователе-стабилизаторе напряжения в целях устранения указанных недостатков в цепь первичной обмотки входного трансформатора усилителя мощности введен балластный резистор, а к одной из обмоток этого трансформатора подключен управляемый упомянутым широтно-импульсным модулятором короткозамыкатель.На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя-стабилизатора напряжения,Задающий генератор 1 преобразователя выполнен по полумостовой схеме с коммутирующим трансформатором 2 на транзисторах 3 и 4, которые совместно с транзисторами 5 и 6 образуют мостовой усилитель мощности 7 с силовым трансформатором 8 и выпрямителем 9. Переходы база-эмиттер транзисторов 5 и 6 соединены с вторичными обмотками входного трансформатора 10 усилителя мощности. Первичная обмотка 11 этого трансформатора через балластный резистор 12 подключена к выходу задающего генератора 1, а дополнительная обмотка 13 соединена с короткозамыкателем 14, выполненным на транзисторе 15 с выпрямителем 16. Вход короткозамыкателя соединен с выходом работающего на удвоенной частоте задающего генератора широтно-импульсного модулятора 17, который соединен с отдельной обмоткой трансформатора 2 и с выходными зажимами преобразователя.Выходное напряжение преобразователя стабилизируется по замкнутой компенсационной схеме путем изменения длительности паузы на нуле в выходном напряжении мостового усилителя мощности , транзисторы 3 и 4, которого переключаются без паузы, а транзисторы 5 и 6 - с паузой. На транзисторах 3 и 4 выполнен по полумостовой схеме с коммутирующим трансформатором 2 задающий генератор 1 прямоугольного напряжения. Из этого напряжения формируется переключающее транзисторы 5 и 6 напряжение с паузой па нуле. Для этого прямоугольное напряжение подается на первичную обмотку 11 трансформатора 10 через балластный резистор 12. Пауза в каждый полупериод образуется при замыкании обмотки 13 этого трансформатора транзисторным короткозамыкателем 14, которым управляет широтно-импульсный модулятор 17, связанный с выходом преобразователя,В предлагаемом преобразователе, в отличие от прототипа, выбросы в напряжении, переключающем транзисторы 5 и 6, отсутствуют благодаря формированию паузы замыканием оомотки входного трансформатора усилителя мощности, Это позволяет повысить на. дежпость преобразователя. 4739944Препятствий к применению высокочастотных транзисторов и к использованию любойсхемы усилителя мощности предлагаемый преобразователь пе имеет, что расширяет область5 его применения.Подключение цепи обратной связи к силовому, а не к вспомогательному выпрямителюпозволяет повысить стабильность выходногонапряжения без возникновения гальваниче 10 ской связи входа с выходом,Преобразователь может быть упрощен засчет вывода вспомогательного выпрямителяи резисторов из цепей без транзисторов усилителя мощности, Функции последних выпол 15 няет балластный резистор 12. Дальнейшеезначительное упрощение преобразователя изащита его от короткого замыкания обеспечиваются выполнением задающего генераторана транзисторах моста.Токи перекрытия транзисторов усилителя мощности устранены через транзисторы 3и 4 использованием их в генераторе с коммутирующим трансформатором, через транзисторы 5 и 6 переключением их напряжениемс паузой на нуле. Все транзисторы усилителямощности запираются пассивно - опасностьвторичного пробоя при этом минимальна. Высокая скорость запирания обеспечивается высокочастотными кремниевыми транзисторами,а для транзисторов 5 и 6 еще и малыми (доли ома) сопротивлениями в цепях баз, этотакже ограничивает их тепловой ток во время паузы.Отсутствие токов перекрытия и пассивное запирание транзисторов увеличивают надежность преобразователя, особенно при напряжении питания, близком к максимальнодопустимом 7,40Предмет изобретенияПреобразователь-стабилизатор напряжения, содержащий задающий генератор, трапсформаторный двухтактный усилитель мощности с транзисторами, по цепи управления соединенными с задающим генератором через входной трансформатор, широтно-импульсный модулятор, работающий на двойной частоте задающего генератора, и выходной выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, расширения области применения и повышения стабильности выходного напряжения, в цепь первичной обмотки входного трансформатора введен бал"5 ластный резистор, а к одной из обмоток этоготрансформатора подключен по цепи управления соединенный с широтно-импульсным модулятором короткозамьнсатель, например транзисторный.Заказ 6391 Изд. М 1517 ИИПИ Государственнога комите по делам изобретен Москва, Ж-З 5, РаушсТираж 869а Совета Министров С й и открытийая наб., д, 4/5 писное МОТ, Загорский филиа едактор Т. Юрчико Корректор Л. Кот