Стабилизированный транзисторный конвертор

Союз СоветскихСоцмалмстмческмвРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1748717(23) Приоритет Опубликовано 15.07.80, Бюллетень26 по делам иэобретеиий и открытий(53) УДК 621.314. .57(088.8) Дата опубликования описания 17.07,80(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР тИзобретение относится к области элек-тротехнической промышленности и можетбыть использовано в качестве вторичногоисточника электропитайия радиоэлектрон. -ной аппаратуры, различных устройств исистем автоматики с значительно изменяю 5шейся потребляемой электроэнергией.Известны стабилизированные транзисторные конверторы 1 и 2.Недостатком конвертора является то,1 О что КПД устройств существенно умень-,шается при изменении нагрузки в широком диапазоне, при отклонении ее от оптимального значения.Наиболее близким по технической сущ 15 ности является транзисторный конвертор содержащий усилитель мощности с выходйым трансформатором; вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, входы транзисторов усилителя мощности связаны с широтно-импульсным модулятором, причем в базовые пепи этих транзисторов включен регулирующий элемент, управляющим входом подключенный к выходу дифференциалного усилителя, первый вход которогочерез датчик связан с цепью нагрузки,и второй выход 131.Недостатком данного устройства является то, что из-аа наличия резисторных датчиков в цепях питания усилителей мощности в значительной степениснижается КПД устройства, рассчитанного иа большую выходную мощность(более нескольких сот ватт) и работуот первичного источника тока с низким(6-12 В) уровнем напряжения,Цель изобретения - повышение КПДтранзисторного конвертора с низким входным напряжением.Цель достигается тем, что в стабилизированном конверторе, содержащем усилитель мощности с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого черезвыпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, входы транзисторов усилителя мощности связаны с широтно-импульсным модулятором, причем в базо3 7 487 вые цепи этих транзисторов включен регулирующий элемент управляющим входом, подключенный к выходу дифференциального усилителя, первый вход которого через датчик связан с цепью нагрузки,5 указанный датчик выполнен в виде дополнительной обмотки трансформатора, выпрямителя и фильтра, а второй вход дифференциального усилителя подключен к выходным выводам конвертора, 10На чертеже приведена схема стабилизированного транзисторного конвертора. Стабилизированный транзисторный конвертор содержит задаюший генератор 1, один выход которого соединен с первым входом регулирующего элемента 2. Выход регулирующего элемента соединен с первым входом прерывателя 3, соеди-. ненного своим выходом со входом усилителя мощности 4. Усилитель мощности через одну вторичную обмотку трансформатора, выпрямитель 5, фильтр 6 и .через дополнительную обмотку трансформатора выпрямитель 7, фильтр 8 соединен со входами дифференциального усилителя 9, выход которого соединен со вторым входом регулирующего элемента 2. Выход фильтра 6 соединен с одним входом широтно-импульсного модулятора 10, другой вход которого соединен со вторым выходом задающего генератора 1, а выход модулятора со вторым входом прерывателя 3.При подключении к первичного источни 35 ку тока транзисторный конвертор переводится в динамический режим работы, при этом импульсы прямоугольной формы высокой частоты с задающего генератора 1 поступают в широтно-импульсный моду.лятор 10. На другой вход его поступает напряжение с выхода фильтра 6, В широтно-импульсном модуляторе 10 по этим двум напряжениям формируется последовательнОсть импульсов с эаданнои 45 частотой и измоняюшейся длительностью. Сформированные по длительности импульсы поступают на один из входов прерывателя 3, Прерыватель 3, отпираясь навремя, равное длительности импульсов, поступающих с широтно-импульсного модулятора 10 подает импульсы управления в базы транзисторов усилителя мощности 4. С основного выхода усилителя мошности 4 снимается напряжение прямоугольной формы, которое далее выпрямляется, фильтруется узлом 6 и подаетсяна выход транзисторного конвертора, а также на вход широтно-импульсного мо 17 Фдулятора 10. Таким образом обеспечивается отрицательная обратная связь по напряжению, а следовательно стабилизация выходного напряжения за счет автоматического регулирования длительности управляющих импульсов,При отклонении выходной мощности конвертора от оптимального значения дополнительно осуществляется обратная связь с помощью дифференциального усилителя 9, на один вход которого поступает сигнал с дополнительной обмотки трансформатора усилителя мощности 4 через выпрямитель 7 и фильтр 8. На другой вход дифференциального усилителя 9 подается стабильное напряжение с выхода конвертора, которое является дчя дифференциального усилителя опорным напряжением. Сигнал рассогласования с дифферешиального усилителя 9 поступает на регулирующий элемент 2, на основной вход которого поступает переменное нап ряжение прямоугольной формы с задающего генератора 1, Однополярные импульсы разной амплитуды Ь зависимости от сигнала рассогласования) с выхода узла, 2 через прерыватель 3 поступают в базовые цепи транзисторов усилителяллоьцности 4, т.е. для обеспечения высокого.КПД устройства во всем диапазоне изменения нагрузки конвертора введено дополнительное регулирование амплитуды управляющих импульсов в зависимости от величины нагрузки. Автоматическое регулирование амплитуды управляющих импульсов обеспечивает оптимальный рережим работы усилителя мощности 4.Этот режим обеспечивается в транзисторном конверторе тем, что с уменьшением выходной нагрузки из-за влияния внутреннего сопротивления узлов 4 5, 6 уменьшается длительность управляющих импульсов (так как при этом первоначально возрастает напряжение на выходе основного фильтра 6, срабатывает отр 1 щательная обратная связь по напряжению для обеспечения стабилизации выходного напряжения), и, как следствие, уменьшается напряжение на выходе выпрямителя 7 и фильтра 8 не охваченных Отрицательной обратной связью по напряжению. Благодаря этому навыходе дифференциального усилителя 9 появляется сигнал рассогласования, который подзапирает регулируемый элемент 2. Последний уменьшает амплитуду выпря мленного напряжения, поступающего далее через прерыватель 3 в базовые цепи усилителя мощностиСтабилизированный транзисторный конвертор, содержащий усилитель мощности с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, входы транзисторов усилителя мощности связаны с широтно-импульсным модулятором, причем в базовые цепи этих транзисторов включен регулирую 5 7487 17 64 и тем самым обеспечивает необхо- щий элемент, управляющим входом поддимую для данной выходной мощности ключенный к выходу дифференциальногооптимальную величо(у входного (базо-усилителя, первый вход которого черезвого) тока, а следовательно, и максималь-, датчик симан с цепью нагрузки, и второйный КПД конвертора по всему диапазонувыход, о т л и ч а ю щ и й с я тем,изменения выходной мощности. что, с целью увеличения КПД указанныйдатчик выполнен в виде дополнительнойобмотки трансформатора, выпрямителяФормула изобретения и филвгра, а второй вход подключен к10 выходным выводам конвертора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР .288063, кл. 6 05 Г 1/10, 1969.2. Авторское свидетельство СССР505097, кл. Н 02 М 3/335, 1972.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке2038598/07,кл. Н 02 М 7/537, 1974.