Стабилизированный конвертор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоаетскикСоциалистическихРеслублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 13.04.81 (21) 3273004/24-07 (511 М.КП,З с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 05 Р 1/64Н 02 сМ 3/335 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытиЙОпубликовано 15,12,82, Бюллетень Мо 46 Дата опубликования описания 15.12.82(33) УДК 621, 316, , 722. 1 (088, 8) 3Ю.И.Драбович, И.О,Слесаревский, С.В,Сакои В.А.БибиковЧ кн .,:Институт нлектролинаники йн украинской ЕЕР(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР Изобретение относится к преобра= зовательной технике и может быть использовано для источников вторичного электропитания.Известен источник стабилизированного постоянного напряжения, используемый в электротехнических установках и приборах в качестве вторичного источника питания, который содержит преобразователь постоянного напряжения в переменное, состоящий иэ последовательно включенных задающего генератора и усилителя мощности, выпрямитель, делитель выходного напряжения и управляющий блок, состоящий иэ усилителя постоянного тока и сравнивающего узла 1 ,Недостатком этого устройства является то, что транзисторы усилителя мощности не заходят в область насыщения, на них рассеивается значительная мощность. Известен также стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий автогенератор, источник опорного напряжения, генератор пилообразного напряжения, диодно-транзисторный ключ 2. Однако этот преобразователь характеризуется значительной сложностью и низкой надежностью,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является источник стабилизированного напряжения, содержащий двухтактный ключевойавтогенератор на транзисторах с выходным трансформатором, вход которого соединен с входными клеммами,а выход через выпрямитель со сглаживающим фильтром - к выходным клеммам, и блок управления, состоящийиэ времязадающего узлаи опорногостабилитрона3 ).Однако стабилизация напряженияпроисходит в результате квантования энергии путем срыва и возбуждения колебаний и последующего интегрирования энергии, поступающейс выхода преобразователя на нагруз"ку. В преобразователе с параметрическим регулированием выходного напряжения срыв колебаний происходитв результате насыщения трансформатора, время перемагничивания которого пропорционально отклонению напряжения или тока от заданного значения. При насыщении времяэадающеготрансформатора., с одной стороны, 981978бО 65 происходит уменьшение базового тока открытого транзистора преобразователя, а с другой стороны, - увеличение коллекторного тока того же транзистора на величину тока намагничивания времязадающего трансформатора. Ток, потребляемый от первичного источника питания в процессе стабилизации, имеет пульсирующий характер.С увеличением входного напряжения увеличивается частота пульсаций пот О ребляемого тока, а с уменьшением нагрузки - относительное значение амплитуды пульсаций тока, Пульсации потребляемого тока при квантовании энергии присущи данной схеме 15 и являются ее недостатком. Особенно этот недостаток проявляется с увеличением входного напряжения преобразователя и уменьшением нагрузки. При дейстнии обеих факторов од- рО нонременно существенно уменьшается КПД.Цель изобретения - увеличение КПД, стабилизиронанного конвертора.Поставленная цель достигается тем,25 что в стабилизированный конвертор введены управляющая обмотка выходного трансформатора, резистор, конденсатор и вспомогательный выпрямитель, а времязадающий узел выполнен в виде интегрирующей КС-цепи, вход которого подсоединен к управляющей обмотке выходного трансформатора через вспомогательный выпрямитель, а выход, зашунтированный введенным резистором, через опорный стабилитрон подключен к общему базовому резистору транзисторов авто- генератора в запирающем транзисторы направлении, при этом общий базовый резистор эашунтирован введенным кон О денсатором.На чертеже представлена схема стабилизированного конвертора.Стабилизированный конвертор содержит двухтактный ключевой авто генератор 1, выходной выпрямитель 2, сглаживающий фильтр 3, выходной трансформатор 4, транзисторы автогенератора 5 и 6, первичные полуобмотки выходного трансформатора 7 и 8, об О мотки обратной связи 9 и 10, вторичную обмотку 11, управляющую обмотку 12, общий базовый резистор транзисторов автогенератора 13, вспомогательный выпрямитель 14, времязадающую 55 НС-цепь 15, резистор 16, опорный стабилитрон 17 и конденсатор 18,Стабилизированный конвертор работает следующим образом.При нозбуждении колебаний один из транзисторов антогенератора, например 5, - открыт, а транзистор б - закрыт. К первичной полуобмотке 7 выходного трансформатора 4 подключено напряжение источника питания, которое трансформируетсяво вторичную обмотку 11 и обмоткууправления 12, Переменное прямоугольное напряжение со вторичной обмотки11 подается на выходной ныпрямитель 2, сглаживающий Фильтр 3 и навыход. Переменное напряжение с управляющей обмотки 12 подается на выпрямитель 14 и через интегрирующуюВС-цепочку 15 и опорный стабилитрон17 подается на общий базовый резистор13 транзисторов 5 и б автогенератора 1. В цепи управления происходитпоследовательное преобразование трансформированного переменного прямоугольного напряжения. Это напряжениевыпрямляется и подается в базовуюцепь транзисторов 5 и б автогенератора 1 в виде импульсов, амплитудное значение которых определяетсянапряжением открытия стабилитрона17. Амплитуда и полярность импульсов выбирается из условия надежного заирания транзисторов 5 и бавтогенератора 1, При запираниитранзисторов 5 и 6 срываются колебания н автогенераторе 1. С этогомомента времени ток в нагрузке поддерживается за счет накопленнойэнергии в элементах фильтра Б и Сна этапе возбужденного состоянияавтогенератора. Напряжение на емкости конденсатора 18 и на выходеинтегрирующей ВС-цепи, шунтированнойразрядным резистором 16., - уменьшается, При снижении запирающего напряжения на емкости конденсатора 18до уровня, при котором выполняетсяусловие возбуждения колебаний в автогенераторе, автогенератор 1 возбудится и на выходе конвертора вновьпоявится напряЖение. Далее процессы в схеме повторяются.Среднее значение тока на нагрузкеподдерживается за счет автоматического регулирования длительности возбужденного состояния автогенератора.С изменением входного напряженияизменяется напряжение в управляющейцепи и скорость заряда конденсатораинтегрирующей ВС-цепи 15 до заданного уровня открытия стабилитрона17. Следовательно с изменением входного напряжения изменяется длительность работы автогенератора, а количество энергии, поступающей нанагрузку, не изменяется. Причем,пульсации напряжения на нагрузке могут быть снижены дО минимума путемвыбора соответствующих постоянныхвремени ЬС-цепи фильтра и ВС-цепиуправления,Использование новых элементов в цепи упранления конвертора снижает потери в устройстве, так как уменьшается потребляемый от первичного источника ток,обусловленный981978 формула изобретения Составитель Е.Финогеноведактор М.Товтин Техред М,Коштура Корректор О. Билак Тираж 914Государственногоелам изобретенийМосква, Ж, Ра 10/67 ВНИИП Пмитета СССРоткрытийская наб.,исное ака 4/5 113035 роектная, 4 лиал ППП Патент, г. Ужгоро пульсациями коллекторного тока в моменты коммутации, а также существенно упрощается узел управления при замене времязадающего трансформатора интегрирующей кС-цепью.данное устройство решает важную задачу по снижению потерь в системе: первичный источник, преобразователь- стабилизатор, нагрузка. Предлагаемое устройство значительно проще по сравнению с известными устройствами. Стабилизированный конвертор, содержащий двухтактный ключевой авто- генератор на транзисторах с выходным трансформатором, вход которого соединен с входными клеммами, а выход через выпрямитель со сглаживающим фильтром - с выходными клеммами, и блок управления, состоящий иэ времязадающего узла и опорного стабилитрона, о т л и ч а ю щ и й с я,тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, в неговведены управляющая обмотка выходного трансформатора, резистор, конденсатор и вспомогательный выпрямитель, а времяэадающий узел выполненв виде интегрирующей ВС-цепи, входкоторого подсоединен к управляющейобмотке выходного трансформаторачерез вспомогательный выпрямитель,а выход, зашунтированный введеннымрезистором, через опорный стабилитрон подключен к общему базовому ре"зистору транзисторов автогенераторав запирающем транзисторы направлений;15 при этом общий базовый резистор эашунтирован введенным конденсатором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 589673, кл, Н 02 М 3/28, 1978.2. Авторское свидетельство СССРР 672711, кл. Н 02 М 3/335, 1979.3. Авторское свидетельство ОСРР 433607, кл. Н 02 М 3/335, 1974.