Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

а 9) ОО СЯ)С 05 Г 1 6 ЧЗЕННЫЙ КОМИТЕ ецтий ТЕНИЯ ОПИСА соед тора мощн соед ти 50(56 ) 1. Коссов О. Усилители мощнос иа транзисторах и режиме переключе иий. М., фЭнергияфр 1971 у е 149 12. Авторское свидетельство СССР ,В 663041, кл. Н .02 М 3/335, 1977.3. Авторское свидетельство СССР В .748843, кл. Н 02 М 7/537, 1978. .(54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий усилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме на тран зисторах и обратных диодах, диагональ постоянного тока которого подсоединена к выводам для подключения разноименных полюсов входного источника питания со средней точкой, трансформатор, у которого один конец первичной обмотки подключен к точке инения эмиттера одного и коллекдругого транзисторов усилителяости, а другой конец - к точкеинения обратных диодов, выпрямитель, входом подключенный к вторичной обмотке трансформатора, а выходом - к выходным клеммам, узел сравнения, первый вход которого подключен к выходным клеммам, а выход к входу блока управления, источник опорного напряжения, выходом подключенный к второму входу узла сравнения, и ключевой элемент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения линейности регулирования выходного напряжения и упрощения,ключевой элемент включен между точкой,еФ соединения первичной обмотки трансформатора с обратными диодами и сред ней точкой входного источника питания, а выход блока управления соединен с управляющим входом ключевого элемейта.Изобретение относится к электротехнике и может быть. использованон стаблизированных преобразователяхпостоянного напряжения.Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения, 5содержащие двухтактный усилитель мощности, выполненный по полумостовойсхеме 1) и 2.Регулирование выходного напряжения н указанных схемах осуществляется 1 Оизменением длительности включающихимпульсов, подаваемых на вход транзисторон усилителя мощности, т.е,регулирующие элементы включены нбазовые цепи транзисторов усилителямощности.Во всех случаях усилитель мощности работает на .индуктивную (ин-,дуктивно-активную) нагрузку, поэто.му во избежание насыщения сердечника силового трансформатора прирегулировании и стабилизации заданного выходного напряжения, на силовой трансформатор необходимо подавать симметричные импульсы с паузойна нуле,В указанных схемах при закрывании силовых транзисторов (н паузе )на силовом трансформаторе и, соответственно, на нагрузке появляютсявыбросы противоположной рабочему им-.пульсу полярности, влияющие на величину выходного напряжения, в результате чего нет линейной зависимостимежду длительностью управляющего импульса и величиной выходного напря- Зжения,Кроме того, из-за нелинейностихарактеристики и искажения рабочихимпульсов эти стабилизированные преобразователи для сохранения оптимальных режимов элементов схемы работают, как правило, в узком диапазоне регулиронания ныходного напряжения.Наиболее близким по технической 45сущности к изобретению являетсяустройство, в котором для улучшениялинейности регулирования выходногонапряжения и получения паузы на нуле параллельно первичной обмоткетрансформатора в полумостовом усилителе мощности включают дополнитель"ный ключ 3 ).Указанное устройство содержит усилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме на транзисторах иобратных диодах, диагональ постоянного тока которого подключена краэноименным полюсам входного источника питания со средней точкой,трансформатор, у которого один конец 60первичной обмотки подключен к точкесоединения эмиттера одного и коллек-.тора другого транзисторов усилителя мощности; а другой конец в . кточке соединения обратных диодов, 5 выпрямитель, нходом подключенный к вторичной обмотке трансформатора, а выходом к выходным клеммам, узел сравнения, первый вход которого подключен к выходным клеммам, а выходк входу блока управления, источник опорного .напряжения находом подключенный к второму входу узла сравнения, ключевой элемент.Схема сложна н;управлении так как для ее нормальной работы при регулировании длительности импульсов необходимо управлять работой одновременно трех-четырех транзисторов.Кроме того, ухудшается линейность регулирования при малых длительностях рабочих импульсов и низких уров нях выходного напряжения, так как длительность импульсов зависит не только от времени переключения транзисторов усилителя мощности, но и от времени переключения элемента, шуитирующего обмотку трансформатора, Из-за различия времен переключения транзисторов усилителя мощности возможна также несимметричность выходных импульсов в положительный и от.рицательный полупериоды, особенно при малых длительностях импульсов, что также ухудшает линейность характеристики устройства.При наличии дополнительного ключа, шунтирующего первичную обМотку трансформатора, сквозные токи при переключении элементов схемы прохо:- дят не только через ключи усилителя мощности и дополнительный ключ от каждого из двух источников питания олумостового усилителя мощности, что может привести к потере устойчивости и полному нарушению работы уст ройства и ведет к ухудшению надежнос-. ти.Целью изобретения является улучшение линейности регулирования выходного напряжения и упрощение стабилизированного преобразователй постоянного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем усилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме на транзисторах и обратных диодах, диагональ постоянного тока которого подсоединена к выводам для подключения разноименных полюсов входного источника питания со средней точкой, трансформатор, у которого один конец первичной обмотки подключен к очке соединения эмиттера одного и коллектора другого транзисторов усилителя мощности, а другой конец - к точке соединения обратных диодов, выпрямитель, входом подключенный к вторичной обмотке .трансформатора, а выхо дом - к выходным клеммам, узел сравнения, первый вход которого подключен1 О 35591 65 к выходным клеммам, а выход - к входу блока управления, источник опорного напряжения, выходом подключенный к второму входу узла сравнения, и ключевой элемент последний включен между точкой соединения первичной обмотки трансформатора с обрат-. ными диодами и средней точкой входного источника питания, а выход блока управления соединен с управляющим входом ключевого элемента. 10На Фиг. 1 представлена схема стабилизированного преобразователя пос, - тоянного напряжения; на фиг. 2 - диаграммы напряжений.Схема (фиг. 1) содержит источник 5 1 с конденсаторами 2 и 3, транзисторы 4 и 5, включенные по полумостовой схеме, трансформатор б, у которого один конец первичной обмотки подключен к точке соединения эмиттера транзистора 4 и коллектора. транзистора 5, а другой. конец через обратные диоды 7 и 8 - к полюсам источника питания 1, выпрямитель 9,. подключенный к вторичной обмотке трансформатора б; источник опорного напряжения 10, узел сравнения 11, блок управления 12 и ключеоэй элемент 13, включенный между точкой соединения первичной обмотки трансформатора б с обратными диодами 7 З 0 и 8 и точкой соединения конденсаторов 2 и 3. Точка соединения конденсаторов 2.и 3 является средней точкой источника питания 1.Схема работает следующим образом. З 5Транзисторы 4 и 5 управляются в противофазе полными прямоугольными симметричными напряжениями О и .Оз (Фиг, 2), а ключевой элемент 13с началом каждого полупериода в 40 моменты времениоткрывается под действием управляющего напряжения Ое, подаваемого от схемы управления 12. В момент времени сб, когда одновременно открываются транзистор 4 и ключевой элеменг 13 от конденсатора 2 по цепи: транзистор 4 - первичная обмотка трансформатора б - ключевой элемент 13 протекает ток. Напряжение О 4 положительной полярности с вторичной обмотки трансформатора б подается на выпрямитель 9, .выпрямленное напряжение с выпрямителя 9 подает-. ся на схему сравнения 11, где оно сравнивается с опорным напряжением; поступающим от источника опорного напряжения 10, и результат измерения напряжения от схемы сравнения 11 подается на схему управления 12;По результату измерения напряже ния схема управления 12 в момент времени с прекращает подачу управляющего напряжения Оз на ключевой элемент 13, и ключевой элемент 13 закрывается. При закрывании ключеавого элемента 13 первичная обмотка трансформатора б оказывается отключенной от конденсаторов 2 и 3. После закрывания ключевого элемента 13ток первичной обмотки трансформатора б протекает через обратный диод 7 и транзистор 4. В промежутоквремени.от с до с первичная обмотка трансформатора б оказываетсязакороченнай обратным диодом 7 иоткрытым транзистором 4. При этомна первичной и, соответственно, навторичной обмотке получается напряжение, близкое к нулевому значению.Такое состояние схемы сохраняется до момента времени с, когда изменяется полярность управляющих напряжений О и О, и на ключевойэлемент 13 поступает управляющеенапряжение 0 .В момент времени с напряжения0 и 0 меняют полярность, а наключевой элемент 13 подается управляющее напряжение О, в результате чего транзистор 4 закрывается, транзистор 5 и ключевой элемент 13 откры. ,ваются. С момента времени с от конденсатора 3 по цепи: ключевойэлемент 13 - первичная обмотка трансформатора б - транзистор 5 протекает ток. Напряжение на первичнойи вторичной обмотках трансформатораб имеет отрицательную полярность.Выходное напряжение с вторичной обмотки трансформатора б снова поступает на выпрямитель 9 и т.д. В момент времени с 3 схема управления 12 закрывает ключевой элемент 13. С этого момента времени с первичная обмотка трансформатора б оказывается отключенной от конденсаторов 2 и 3 и закороченной открытым транзистором 5 и обратным диодом 8В этом режиме, когда ток первичной обмотки протекает через транзистор 5 и обратный диод 8, с вторичной обмотки трансформатора б снова снимается напряжение Ц , близкое к нулевому значению. Такое состояние схемы сохраняется до момента времени с 4, когда происходит очередное изменение полярностей управляющих напряжений 01 и О, а управляющее напряжение Оз подается.на ключевой; элемент 13. С момента времени с повторяется режим, в котором схема работала с момента времени с и т.д.Данное устройство с регулйровкой длительности импульсов только одного управляющего напряжения О. позволяет получить на выходной обмотке трансформатора б неискаженныесимметричные импульсы Ос регулируемой по длительности паузой на нуле, что не обеспечивается в схемах полумостовых преобразователей напряжения, в которых управление величиной выходиого напряжения производится1035591 Ф. 2 Составитель Е. Финогедактор Г. Гербер Техред И,Гайду орректор И. Датрушкин Заказ 5832/49 Тираж 874 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/сное иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Лроек регулировкой длительности импульсовнапряжений 0 и Оа Управляющее напряжение 0 регулируется по длительности от нуля до полупериода, что позволяет в данной схеме получать выходное напряжение,регулируемое по величине от нуля домаксимального значения, причем величина выходного напряжения прямопропорциональна длительности импульсов. Управляющего напряжения Оу