Стабилизированный конвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 01 2 М 3/3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН НИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ(54) СТ (57) Из ОНВЕРТОРся к областииков питанияшение массыДля этого вй дроссель ИЗИРОВАННЫЙ тение относ ванных исто стабилизи Цель изоб и габарит устройств етения - умен в конвертора.введены втор ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 3824309/2411.12.8423.05.86, Бюл. У 19Томский ордена Октябрьской Ревои ордена Трудового Красного Знаполитехнический институт.М. КироваБ.А. Багинский и А.Ф. Губерт621.316.722.1(088.8) 20, диоды 21 - 23, а также интегратор 24 и сумматор 25. Напряжение с обмотки 19 трансформатора 4 поступает на вход интегратора 24 и преобразуется в пилообразное напряжение. В сумматоре 25 оно складывается с опорным напряжением и поступает на вход блока сравнения 14, где сравнивается с из. меренным напряжением с блока 12. Полу ченным сигналом формируют импульсы в блоке 16 для управления транзистором 17. Когда транзистор 17 открыт, в дросселе 9 запасается энергия. При запирании транзистора 17 ток дросселя 9 через диод 10 замыкается через нагрузку и конденсатор 8. При смене полярности напряжения энергия запасается в дросселе 20 и после запирания транзистора 17 переводится в нагрузку через диод 21 и конденсатор 8,2 ил.25 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для электропитания различной электронной аппаратуры.Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов конвертора.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого стабилизированного конвертора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов в элементах схемы, поясняющие принцип работы конвертора. Стабилизированный конвертор со,держит подключенный к входным выводам 1 двухтактный транзисторно-трансформаторный инвертор 2, к крайним выводам вторичной обмотки 3 трансформатора 4 которого присоединены аноды выпрямительных диодов 5, между выходными зажимами 6 и 7 подключен фильтровой конденсатор 8 и цепь из последовательно соединенных первого дросселя 9 и первого диода 10, причем анод первого диода 10 подключен к первому выходному зажиму 6 и среднему выводу 11 Вторичной обмотки 3 выходного трансформатора 4 инвертора 2. Ко второму выходному зажиму 7 подключен вход измерительного блока 12, выходом соединенного с первым входом 13 блока 14 сравнения, выход 15 которого связан с входом формирователя 16 управляющего импульса, подключенного выходом к управляющему электроду регулирующего транзистора 17. Кроме того, в конвертор входят опорный узел 18 и дополнительная обмотка 19 выходного трансформатора 4, цепь из последовательно соединенных второго дросселя 20 и второго диода 21, третий 22 и четвертый 23 диоды, интегратор 24 и сумматор 25, Цепь из второго дросселя 20 и второго диода 21 включена между выходными зажимами 6 и 7, к общим точкам диодно-дроссельных цепей присоединены катоды выпрямительных диодов 5 и катоды третьего 22 и четвертого 23 последовательно включенных диодов. Между анодами диодов 22 и 23 и вторым выходным зажимом 7 включен регулирующий транзистор 17.Дополнительная обмотка 19 выходного трансформатора 4 подключена к входу интегратора 24, выходом соединенного с одним входом сумматора 25, другой :вход которого соединен с выходомопорного узла 18, а выход подключен к второму входу блока 14 сравнения. ЗО 35 40 45 50 55 Кроме того на фиг, 2 обозначены напряжение 26 на выходной обмотке конвертора; напряжение 27 на выходе интегратора 24; суммарный сигнал 28 на входе блока 14 сравнения; сигнал 29 на входе регулирующего транзистора; ток 30 дросселя 9; напряжение 31 на дросселе 9; ток 32 дросселя 20; напряжение 33 на дросселе 20.Конвертор работает следующим образом.Пусть индуктивность дросселей 9 и 20 такова, что они работают в режиме непрерывных токов и на интервале времени Т -Т на обмотках трансформатора 4 действует напряжение,полярность которого показана нафиг. 1 без скобок. Напряжение 26(фиг. 2) поступает с обмотки 19 навход интегратора 24 и преобразуетсяв нем в пилообразное напряжение 27.В сумматоре 25 напряжение 27 складывается с постоянным опорным напряжением Б опорного узла 18, а затем сравнивается в блоке 14 сравнения с напряжением блока 12 (фиг.2,поз.28),пропорциональным выходному напряжению конвертора, Уровень сигнала на выхо- де блока сравнения зависит от соотношения входных напряжений, Сигнал 29 (фиг. 2) поступает на базу регулирующего транзистора 17 с выхода формирователя 16, На интервалах Т -Т Т 6 -Т транзистор 17 открыт, На интервале Т -Т верхний по схеме выппрямительный диод 5 открыт и через дроссель 9 течет нарастающий ток 30 (фиг. 2), замыкающий по цепи; верхний диод 5 - дроссель 9 - параллельно соединенные конденсатор 8 и нагрузка - средний вывод 11 обмотки 3 - верхний по схеме вывод обмотки 3. При этом в дросселе 9 запасается энергия и к нему приложено напряжение 3 (фиг.2), равное разности напряжений на верхней по схеме полуобмотке обмотки 3 и на нагрузке (выходных зажимах 6 и 7 конвертора).В момент времени Тз напряжение на обмотках трансформатора меняет знак (полярность показана в скобках).Верхний по схеме выпрямительный диод 5 запирается, На интервале Т -Т энергия, запасенная в дросселе 9, не может отдаваться в нагрузку, так как его обмотка зашунтирована цепью: открытый транзистор 17 - диод 22, Напряжение на дросселе равно нулю, ичерез него течет неизМеннный ток (ак 1233250тивными потерями в дросселе, диоде и ключе пренебрегаем). После запирания транзистора 17 ток дросселя 9 через обратный диод 10 замыкается через нагрузку и фильтровой конденсатор 8. Напряжение на дросселе при этом равно напряжению на нагрузке. В момент времени Т полярность напряжения на обмотках снова меняется и все описанные процессы повторяются. Нижний по 1 О схеме выпрямительный диод 5 работает в противофазе с верхним. Дроссели закорачиваются транзистором 17 через соответствующие диоды 22 и 23 только на этапе отдачи энергии (когда закрыты соответствующие выпрямительные диоды 5), поэтому дроссель 20 закорочен на интервале Т -Тз, хотя транзистор 17 по-прежнему открыт до времени Т 4. Но при отпирании нижнего по 20 схеме диода 5 полярность напряжения 33 на дросселе 20 становится запирающей для четвертого диода 23 и ток 32 дросселя переводится в нагрузку (фиг. 2). 25Если считать потери энергии в процессе преобразования пренебрежимо малыми, то среднее напряжение нь дросселе равно нулю, Используя это можно получить выражение коэффициен- ЗО та К передачи по напряжению для данной схемы Нн 0,5КЕ 1-35 где Е - напяжение на выходной полу- обмотке трансформатора ч инвертора;- 1 з/Т - относительное время закороченного состояния дросселя; Т - период работы инвертора.40Очевидно, чтоможет изменяться от 0 до 0,5, тогда коэффициент лежит в пределах 0,5 - 1. Если дестабилизирующим фактором является изменение входного напряжения конвертора, 45 то данная схема может (без учета потерь) обеспечить постоянное выходное напряжение при изменении входного напряжения в два раза.50При изменении входного напряжения (дестабилизирующий фактор), причем в данной схеме скважность импульсов тока в первичной обмотке трансформатора неизменно равна двум, меняется только амплитуда, так как конвертор должен отдавать в нагрузку постоянную мощность. Так как типовая мощность трансформатора рассчитывается по максимальноО му значению произведения эффективного тока обмотки на эффективное напряжение на ней, то трансформатор в данной схеме при регулировании коэффициента К в два раза имеет типовую мощность в 42 раз меньше, чем в известнойсхеме.Расчеты показали, что в предлагаемой схеме емкость входного фильтра,а значит, его масса и габариты могут быть приблизительно на 307. меньше, чем в известной, а применение инвертора, выполненного по мостовой схеме, позволяет вообще отказаться от входного фильтра.Регулирующий транзистор в предлагаемой схеме коммутирует только часть тока нагрузки с частотой работы инвертора, поэтому потери в нем, и следовательно, его габариты значительно ниже, чем в известной.Формула изобретенияСтабилизированный конвертор, содержащий подключенный к входным выводам двухтактный транзисторно-трансформаторный инвертор, к крайним выводам вторичной обмотки трансформатора которого присоединены аноды выпрямительных диодов, между выходными зажимами подключены фильтровый конденсатор и цепь из последовательно соединенных первого дросселя и первого диода, причем анод первого диода подключен к первому выходному зажиму и среднему выводу вторичной обмотки выходного трансформатора инвертора, к второму выходному зажиму подключен вход измерительного блока, выходом соединенного с первым входом блока сравнения, выход которого связан с входом формирователя управляющего импульса, подключенного выходом к управляющему электроду регулирующего транзистора, опорный узел и дополнительную обмотку выходного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов конвертора, в него введены цепь из последовательно соединенных второго дросселя и второго диода, третий и четвертый диоды, интегратор и сумматор, цепь из второго дросселя и второго диода включена между выходными .зажимами к общим точкам диодно-дрос1233250 ставитель А. Копокхред М.Ходанич инКо тор И, Эрдей дактор О. Буги Заказ 2779/5 ПодписноеР о,к тета Срытий и оушск 4/5 наб.,кое сельных цепей присоединены катоды выпрямительных диодов и катоды третьего и четвертого последовательно включенных диодов, между анодами которых и вторым выходным зажимом включен регулирующий транзистор, дополнительная 5 Тираж 631ВНИИПИ Государственнопо делам изобретени 113035, Москва, Ж, Р оизнодственн,-полиграфич обмотка выходного трансформатора подключена к входу интегратора, выходомсоединенного с одним входом сумматора другой вход которого соединен свыходом опорного узла, а выход подключен квторому входублока сравнения. дприятие, д, Ужгород, ул . Проектна