Стабилизированный конвертор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заюелено 080877(21) 2516168/24-07с присоединением еаюеки Йо(51)М. Кл.2 Н 02 М 3/335С 05 Г 1/56 Государственный комнтет СССР по алам нзобртеннй н открытнй(72) Автор изобретения А. С, Баскин Устройство относится к промыюенной радиоэлектронике и может найти применение в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.5Известны транзисторные усилители мощности, в к от орых дости гаетс я снижение потерь во время переключения посредством введения реактивных элементов в выходные цепи.1 ОИзвентен конвертор, который выполнен на транзисторе, эмиттером подключенный к полюсу источника питания, а коллектором через дополнительный дроссель соединенный с одним выходом индуктивно-активной нагрузки, другой вывод которой подключен к минусу источника питания. йагрузка зашунтирована диодом и конденсатором. Дополнительный дроссель эашунтирован последовательно соединенным резистором и диодом (1) .В данном усилительном каскаде уменьшены потери при переключении транзистора усилителя, но ее недостатком является потеря энергии, эапасаемой в дросселе. Известен конвертор, содержащий транзистор, в качестве элемента коммутации имеет дроссель с двумя обмотками, одна из которых включена последовательно в коллекторную цепь транзистора, а другая через диод соединена с конденсатором фильтра 12)Недостатком известного конвертора является то, что потери при запирании транзистора не снижаются.Известен также конвертор, содержащий коммутирующий транзистор, индуктивно-активную нагрузку, вспомогательные реактивные элементы-конденсатор и двухобмоточный дроссель, одна иэ обмоток которого включена в коллекторную цепь транзистора, а другая через диод - к входам источника питания, В этом регуляторе обеспечивается снижение коммутационных потерь в транзисторе при отпирании и запирании, а также используется энергия, накопленная в дополнительном дросселе, что обуславливает повышение КПД регулятора 3.Недостатком известного устройства является отсутствие снижения коммутационных потерь в транзисторах двухтактного, в частности, полумостового усилителя мощности, работающего в составе стабилизированного конвертора, использующего пилообразноебестрансформаторным подключением к сети переменного тока, разряд дросселяна источник питания в этом устройстве практически нецелесообразен, поскольку возникающее при этом напря жение превьвает предельно допустимое коллекторное напряжение отечественных высоковольтных транзисторов, а также приводит к увеличению габарит 6 в и снижению надежности устройства и нарушению нормальной работы ШИИ.Целью изобретения являются увеличение КПД и повьзаение надежности стабилизированного конвертора с ШИИ, использующего двухтактный полумостовой транзисторный усилитель мощности.Для этого в стабилизированном конверторе, содержащем двухтактный транзисторный усилитель мсщности, выполненный по полумостовой схеме, одной диагональю соединенный с выводами для подключения питающего источника, другой - с первичной обмоткой выходного .трансформатора, вторичная обмотка )которого через выпрямитель и иидуктивно-емкостиой фильтр 25 30 соединена с выводавм длн подключения. нагрузки, к которым подключен один вход широтно-импульсного модулятора, другой вход которого соединен с вы 35 ходом генератора пилообразного напряжения, а выход соединен со входомформирователя управляющих импульсов,выходы которого связаны с выходнымицепями транзисторов усилителя мощ 40 ности, конденсатор и два двухобмоточноас дросселя, в каждом иэ которых первая обмотка включена в коллекторную цепь соответствующего транзистора усилителя мощности, а последовательно в цепь второй обмотки включен диод, параллельно первичной обмотке выходного трансформатора включен конденсатор, вторые обмотки дроссе" лей объединены через упомянутые диоды и подключены к дополнителЪно введенному конденсатору, соединенному через дополнительно введенный дроссель с выводами для подключения нагрузки.На чертеже приведен стабилизированный конвертор, принципиальная электрическая схема.Стабилизированный конвертор содержит двухтактны полумостовой . 60 усилитель мощности, включающий в себя силовые транзисторы 1, .2 и емкостной делитель 3, выходной трансформатор 4, выходной выпрямитель 5, индуктивноемкостной фильтр 6, широтно-импульсный модулятор 7, генератор напряжение в широтно-импульсном модуляторе (ШИК). Так, при использовании двухобмоточного дросселя в.коллекторной цепи каждого транэисто 1 ра двухтактного усилителя мощности,работающего в составе стабилизированного конвертора источника питания с 5 8 пилообразного напряжения, формирователь 9 управлякщих импульсов, двухобмоточные дросселн 10, 11, диоды 12,13, конденсатор 14, дополнительныйконденсатор 15, дополннтельныя дроссель 16, обмотки дросселей 10 и11-17 (18), 19 (20) .Стабилизированный конвертор работает следующим образом,В, Ш)Ю 7 сумиа выходного напряжения и пилообразного напряжения, вырабатываемого генератором 8, сравнивается с опорным напряжением, Трапецеидальные широтно-модулированныеимпульсы с выходами ШИМ 7 поступаютна вход формирователя 9 управляющихимпульсов, на двух выходах которогообразуются сдвинутые на 180 друготносительно друга последовательности широтно-модулированных импульсовпоступающие во входные цепи силовыхтранзисторов усилителя мощности, которые переключаются со скважностью,обеспечивающей поддержание выходного напряжения на заданном уровне независима от внешних дестабилизирующих воздействий. При отпнраннн силового транзистора 1(2) напряжение,равное половине входного, прикладывается к обмотке 17(18) и нарастание коллекторного тока транзисторапроисходит прн нулевом коллекторномнапряжении, т.е. в транзисторах полностью отсутствуют потери прн включении. Диод 12(13) при этом заперт.Прн эапирании транзистора 1(2) конденсатор 14 разряжается на первичную обмотку трансформатора 4, поддерживая некоторое время ток в нагрузке за счет накопленной в немэнергии. При этсм спад коллеторного тока в транзисторе 1(2) происходит при относительно низком напряжении на коллекторе и потери прнвключении значительно снижаются.Мгновенная и средняя мощности рассеяния в транзисторах 1, 2 существенно уменьшаются.Траектория рабочей точки выходнойхарактеристики каждого транзисторалежит в благоприятнсй зоне и значительно удалена от области вторичного пробоя, что повьыает надежностьстабилизированного конвертора.При запирании транзистора 1(2)отпирается диод 12(13) и энергия,запасенная в магнитном поле сердечника дросселя 10(11), через обмотку19(20) и диод 12(13) сбрасываетсяна конденсатор 15, откуда через усредняющий дроссель 16 поступает нанагрузку. Индуктивность дросселявыбирается такой, чтобы колебаниятока в нем были незначительными ие искажали форму пульсации на выходе конвертора, обуславливая нормальный режим ВВИ и устойчивый режимработы конвертора. Энергия, эапасаемая в магнитном поле сердечниковдросселей 10, 11 используется в на684694 6образного напряжения, а выход -со входом формирователя управляющихимпульсов, выходы которого соединены с входными цепями транзисторовусилителя мощности, конденсатор идва двухобмоточных дросселя, в каждом из которых первая обмотка включена в коллекторную цепь соответствующего транзистора усилителя мощности, а в последовательной цепивторой обмотки включен диод, параллельно первичной обмотке выходноготрансформатора включен конденсатор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повыаения КПД и надежностиустройства, вторые обмотки дросселейобъединены через упомянутые диодыи подключены к введенному конденсатору, соединенному через введенныйдроссель с выводами для подключения,нагрузки. Формула изобретения 1, Машуков Е. В. Уменьшение динамических потерь в транзисторных импульсных усилителях мощности, сб.Электронная техника в автоматике, под ред, Ю, И. Конева, вып. 2, М, Соврадио, 1971, с, 71, рис, 1 б.2. Авторское свидетельство СССР 9 280572, кл, Н 02 М 3/04, 1968.3, Устройства вторичных источников электропитания ЭРА, МДТП имени Ф, Э. Дзержинского, 1976, с. 101.Б Составитель Л. едактор Ю. Челюканов Техред С.Мигайтрелк орректор Ю. М о 5303/51 ЦНИИ п 113035, Тираж 857 ПодписноГосударственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 лиал Е тП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная грузке, в результате чего КПД стабилизированного конвертора повышается.При необходимости в цепи конденсатора 14 может быть включен резистор для демпфирования паразитного колебательного процесса импульсов кол лекторного тока транзисторов 1, 2.Таким образом, в предложенном стабилизированном конверторе, содержащем двухтактный полумостовой усилитель мощности на транзисторах и, 10 широтно-импульсный модулятор, использующий пилообразное напряжение, достигается увеличение КПД и повыаение надежности эа счет снижения мощности рассеяния при переключениях силовых транзисторов. Стабилизированный конвертор, содержащий двухтактный транэисторныйусилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме, одной диагональю соединенный с выводами для подключения питающего источника, а другой - 25 с первичной обмоткой выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и индуктивноемкостной фильтр соединена с выводами для подключения нагрузки, к которым ЗО подключен один вход широтно-импульсного модулятора, другой его вход соединен с выходом генератора пилоИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе