Стабилизированный транзисторный конвертор

ВСЕ. сф ЛОЗ: АЯМВт -Ю;Ч 4.Щ Мчи от "Ь п 11 501456 О П Союз Советскик Социалистический Республик(23) ПриоритетОпубликовано 30.01.76. Бюллетень4Дата опубликования описания 16.04.76 ета Министров СССР 3) УДК 621.314.5(088,8) по делам изобретений и открытий2) Авторы изобретени Л. Е, Смольников и Е. Г. Титов Московский ордена Ленина энергетический институт1 Заявител 4) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР 2 я тем, ванной ующим сселем,3 Изобретение относится к области силовойэлектротехники и может быть использованопри разработке вторичных источников питания,Известны стабилизированные транзисторные конверторы, содержащие блок питания иподключенный к нему через регулирующийтранзисторный ключ и входной дроссель инвертирующий каскад с трансформатором, рядобмоток которого через соответствующие выпрямители подключены к шунтированным конденсаторами нагрузкам.В известных конверторах параллельно входуинвертирующего каскада включен стабилитрон с опорным напряжением, большим номинального напряжения на первичной обмоткеуказанного трансформатора и меньшим напряжения пробоя транзисторов инвертирующегокаскада. Наличие такого стабилитрона обеспечивает защиту транзисторов от коммутационных пиков перенапряжения. Однако приэтом в стабилитроне рассеивается некотораямощность (порядка 3 - 5% преобразуемоймощности), что приводит к снижению к.п.д,конвертора, 2Предлатаемый конвертор отличаетсчто в нем параллельно цепочке, образосоединенными между собой регулиртранзисторным ключом и входным дровключен диод,Это обеспечивает увеличение к.п.д. устройства при одновременной защите транзисторов инвертирующего каскада от коммутационных пиков перенапряжения,На чертеже представлена схема предлагаемого конвертора, где 1 - блок питания; 2 - сеть переменного тока; 3 - регулирующий транзисторный ключ; 4 - входной дроссель;51 - 54 - обмотки трансформатора инвертирующего каскада; 6 - инвертирующий каспад;7, 8, 9 - выходные выпрямители; 10, 11, 12 - конденсаторные фильтры; 13 - 15 - нагрузки конвертора; 16 - задающий генератор; 17 - источник напряжения; 181 - 18, - обмотки трансформатора задающего генератора; 19 - блок сравнения; 20 - широтно-импульсный модулятор; 21 - управляющий узел; 22 - коммутирующий транзистор; 231 - 23 з - обмотки управляющего трансформатора; 24 - шун. тирующий диод; 25 - 28 - транзпсторы инвертирующего каскада; 29 - диод.Схема работает следующим образом, В установившемся режиме энергия от блока 1 питания, образованного, например, сетью 2 переменного тока с соответствующими выпрямителем и конденсаторным фильтром, через регулирующий транзисторный ключ 3 и входной дроссель 4 передается в цепь первичной обмотки 51 трансформатора инвертирую щего каскада 6 и далее от вторичных обмо.ток 5 - О 4 этОГО тра цсфорх атор а ерез Выходные выпрямители 7, 8 ц 9 14 онденсаторцьон фильтрами 10, 11 и 12 к соответствующим нагрузкам 13, 14 ц 15 конвертора.Задающий генератор 16, подключенный к источнику 7 напряжения, формирует на первичной 18 и вторичных 18, - 18, обмотках трансформатора переменные прямоугольные напряжения с коэффициентом 0,5 заполнения импульса. Сигнал рассогласования Гмежду напря)кением на нагрузке 15 н некоторым эталонным напряжением блока 19 сравнения с выхода этого блока поступает на вход широтно-нмпульс 51 ого модулятора 20, синхронизированного по частоте обмоткой 18, трансформатора задающего генератора. Выходные импульсы модчл 51 т 01)аЧлнтсльность которых Определяется сигналом рассогласования на выходе блока 19 сравнения, подаются на вход управляющего узла 21, содержащего коммутирующий транзистор 22 и управляющий трансформатор с первичной 23, ц вторичными 23 и 23 обмотками, Г 1 ри изменении напряжения сети 2 и соответственно напряжения на выходе блока 1 питания, а также величин нагрузок 13, 14 цлц 15 изменяется коэффшиецт заполнения импульса на обмотках 23 - 23,) трансформатора, что приводит к изменению соотношения длительностей замкнутого и разомкнутого состояний регулирующего ключа 3 и, как следствие, к стабилизации напряжений на всех нагрузках 13, 14 и 15, Шунтирующий диод 24 обычным образом обеспечивает исключеци разрыва цепи дросселя 4 при размыкании регулирующего ключа.Так как номинальное напря)кение на первичной обмотке 5, трансформатора всегда меньше выходного напряжения блока 1 питания, то при использовании идеальцых тран:форматора и транзисторов 25 - 28 швертцру 1 ощего каскада установка диода 29 це потребовалась бы, Однако наличие в реальном трансформаторе индуктцвностей рассеяния и межвитковых емкостей, а в реальных транзисторах инерционных эффектов (в том числе эффекта рассась,вация избыточного заряда базы) обусловливает непосредственно после изменения полярности напряжений на обмотах 18 - 18, трансформатора прекращение протекания тока через транзисторы 25 - 28 инвертирующего каскада на время порядка 3 - 10 процентов от полупериода этих напряжений, При этом ток дросселя замыкается по цепи: дроссель 4 - диод 29 - конденсаторный фильтр блока 1 питания - шунтирующий диод 24 - дроссель 4 (транзисторы регулирующего ключа 3 на рассматриваемом интервале тока не проводят), что обеспечивает рекуперацию энергии дросселя ца данном временном интервале в блок питания и ограничение напряжений на транзисторах 25 - 28 ца уровне, соответ:твующем выходному напряжению блока питания.При практическом использовации схемынет необходимости в качестве источника 17 напряжения применять внешний источник, так как наличие на обмотках 51 - 54 трансформатора стабилизироваццых прямоугольных напряжений позволяет с помощью дополнительной обмотки этого трансформатора ц соот)ветствующих выпрямителя и конденсатора образовать источник стабилизированного постоянного напряжения.В качестве задающего генератора6, широтно-импульсного модулятора 20 и блока 19 зп сравнения могут использоваться любые из изве" тных схем,Формула изобретенияСтаоилизированный транзисторный конвертор, содержащий блок питания и подключенный к нему через регулирующий транзисторный кгноч и входной дроссель инвертирующий каскад с трансформатором, ряд обмоток кото рого через соответствующие выпрямители подключаются к шуцтировацным конденсаторами нагрузкам, отличающийся тем, что, с цельо увеличения 1 п.д параллельно цепочке, образованной соединенными между собой регулирующим транзисторным ключом и входным дро селем, включении диод,501456 Составитель Г. Огневекред М. Семенов Корректоры Аук и 3. Тарасова Редактор И. Грузо ппографпз, пр. Сапунова, 2 Заказ 567116 Изд. ЛЪ 1042 Тираж 882 11 о дп исис ЦБИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раугиская иаб., д. 4/5