Транзисторный конвертор

Государственный комитет овета Министров СССР(53) УДК 621.314(088,8 елам изобретенИй и открытий Дата опубли исания 03.05.7 ниФ. И. Александров Ленинградское отделение Центрального научноисследовательского института связи4) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР Изобретение относится к транзисторнымконверторам, преобразующим постоянное напряжение, и предназначено преимущественнодля использования в системах электропитания установок связи и автоматики. 5Известные транзисторные конверторы содержат задающий генератор, усилитель мощности и широтно-импульсный модулятор,включенный во входную цепь транзисторовусилителя мощности. Для ограничения мгновенного значения тока транзисторов используются датчик тока, включенный во входнуюсиловую цепь усилителя мощности, опорныйэлемент и усилитель разностного сигнала. Длязапоминания состояния силовых транзисторов 15до окончания полупериода в процессе ограничения тока в схеме необходимо использование триггерных устройств, усложняющихустройство,С целью упрощения и повышения надежности предлагается для запоминания состояниясиловых транзисторов до конца полупериодапараллельно выходу одного из транзисторовоконечного каскада усилителя разностногосигнала системы ограничения тока включить 25последовательную КС-цепочку.Изобретение поясняется чертежом.Транзисторный конвертор содержит усилитель мощности 1 с силовым трансформатором 2, к вторичной обмотке которого подклю чен выпрямитель 3 с фильтром 4. Усилитель мощности 1 возбуждается задающим генератором 5, вторичные полуобмотки 6 и 7 которого через двухполупериодный выпрямитель 8 и прерыватель 9 на составном транзисторе соединены со входом усилителя мощности 1, Прерыватель 9 осуществляет широтно-импульсную модуляцию базового тока силовых транзисторов усилителя мощности 1. На вход прерывателя 9 включен формирователь 10 пилообразного напряжения из напряжения прямоугольной формы, снимаемого с дополнительной обмотки 1 задающего генераторы 5. Одновременно на вход прерывытеля 9 встречно по отношению к сигналу пилообразной формы поданы выходные управляющие сигналы каналов отрицательной обратной связи по напряжению 12 и току 13, Последний содержит резисторньш датчик 14 тока, опорный элемент 15, усилитель сигнала рассогласования 16, ограничитель 17 и оконечный усилитель 18. Выход усилителя 18 шунтировын последовательнои КС-цепочкой, состоящей из элементов 19 и 20.Принцип действия конверторы заключается в следующем.При замкнутом длительное время прерывателе 9 конвертор работал бы как обычньш нерегулируемый преобразователь с независимым возбуждением. Но благодаря тому, чтод 10 15 2 О 25 зо 35 4 О 45 1 гя входе прерывателя 9 сравнивается пилообразное напряжение, имеющее удвоенную частоту задающего генератора 5, и управляюгцее напряжение с выхода каналЯ Обратной связи, например канала 12, прерыватель перек;ночается с удвоенной частотой генератора 5. В результате в режиме стабилизации напряжения каждый из силовых транзисторов усилителя мощности 1 открыт меньше полу- периода, а коэффициент заполнения импульсов на выходе выпрямителя 3 меньше единицы и зависит от управляющего напряжения.1-1 ем больше постоянное напряжение на выходе конвертора, тем больше сигнал, вырабатываемый каналом обратной связи 12, и меньше коэффициент заполнения. Этим достигается стабилизация по напряжению.При чрезмерном уменьшении сопротивления нагрузки вступает в действие канал обратной связи по току 13, Напряжение на выходе конвертора уменьшается, чем достигается стабилизация тока, цель которой - защита элементов конвертора и, прежде всего, транзисторов усилителя мощности 1 от выхода из строя.1(анял 13 обратной связи по току работает следующим образом.Импульсное напряжение с датчика 14 тока подается в цепь усилителя 16. Это напряжение сравнивается с напряжением опорного элемента (стабилитрона) 15. Усиленный сигнал рассогласования через ограничитель 17 воздействует на усилитель 18.Если амплитуда сигнала датчика 14 тока (обычно порядка 100 в 2 мв) превысит некоторое значение, соответствующее выбранному заранее максимальному току транзисторов усилителя мощности 1, то транзисторы оконечного каскада усилителя 18 отпираются.Одновременно конденсатор 20 частично разряжается через резистор 19 и транзисторы усилителя 18, а через резисторы подается запирающий сигнал на прерыватель 9, Таким образом, чрезмерное увеличение мгновенного тока силового транзистора в усилителе мощности 1 приводит к запиранию этого транзистора, Обратного включения силового транзистора вследствие обесточивания дятчйкя 14 тока не происходит, тяк как прн зяпнрании усилителя 16 конденсатор 20 начинает заряжаться, Транзистор усилителя 18 удерживается в проводящем состоянии спадающим током заряда конденсатора 20, удерживая при этом до конца полупериода в состоянии отсечки прерыватель 9. В начале следующего полупериода скачок развертывающего пилообразного напряжения обеспечит включение прерывателя 9 и одного из силовых транзисторов усилителя мощности 1, Причем использование хотя бы одного низкочастотного транзистора в канале 13 обратной связи по току делает нечувствительным этот канал к экстратоку включения среднечастотного силового транзисторы.Таким образом, в любом режиме (пуск конвертора, режим стабилизации напряжения, перегрузка или короткое замыкание на любом из выходов) обеспечивается устойчивая без перегрузок коммутация транзисторов с частотой, задаваемой генератором 5.Постоянная времени заряда конденсатора 20 должна быть близка к полупериоду колебаний задающего генератора 5, Резистор 19 ограничивает ток разряда конденсатора 20. Формула изобретенияТранзисторный конвертор, содержащий задающий генератор, усилитель мощности, широтно-импульсный модулятор, включенный во входную цепь транзисторов усилителя мощности, и блок ограничения мгновенного значения тока транзистора, состоящий из датчика тока, включенного во входную силовую цепь усилителя мощности, опорного элемента и усилителя разностного сигнала, выход которого соединен со входом модулятора ширины импульсов, отличающийся тем, что, с целью его упрощения и повышения надежности, параллельно выходу одного из транзисторов оконечного каскада указанного усилителя разностного сигнала включена последовательная КС-цепочка,505097 Составитель В. МоинТекред М, Семенов Редактор В. Левятов Корректор Л. Котова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 838/3 Изд. Юв 1151 Тираж 882 Подписное 1 Ц-ИИ 1 И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и огкрытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5