Стабилизированный конвертор

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналистическнкРеспублик(22) Заявлено 05.04.79 (21) 2746985/24-07с присоединением заявки Ле -Опубликовано 23.10.80. Бюллетень хе 39 ло делам изобретений и открытийДата опубликования описания 28.0.80(72) Автор изобретения скинфЦЦ й (. р р; Научно следовательскии институт управляющих вычислительных машин Заявитель) СТАБИЛИЗИРОВАННОИ КОНВЕРТОР Изобрет радиоэлект ние в источ числительно аппаратурь ние относится к промышленнои оньке и может найти примене. иках электропитания средств вый техники и радиоэлектронной Известен стабилизированный конвертор, содержащий двухтактный транзисторный усилитель мощности, выполненный по полу- мостовой схеме, одной диагональю соединенной с выводами для подключения питающего источника, а другой - с первичной обмоткой выходного трансформатора торичная обмотка которого через выпрямитель и индуктивно-емкостной фильтр соединеца с выводами для подключения нагрузки, к которым подключен один вход широтно-импульсного модулятора, другой его вход соединен с выходными цепями транзисторов усилителя мощности, и два двухобмоточных дросселя, в каждом из которых первая обмотка включена в коллекторную цепь соответствующего транзистора усилителя мощности, а в последовательной цепи второй обмотки включен диод, параллельно первичной обмо 1- ке выходного трансформатора включен конденсатор, вторые обмотки дросселей объелиненыерез упомянутые диоды и подключены к дополнительному конденсатору, соедиценномх через дополнительный дроссель с выводами для подклюцения нагрузки 1.Недостатки стабилизированного конвертора -- малая надежность и большие габариты.Наиболее близким техническим решением является стабилизированный конвертор, содержа.ций транзисторный мост, одна диагональ которого подключена и входным вы- О водам и зашунтирована емкостным делителем, а другая диагональ подсоединена к первичной обмотке выходного трансформатора и к двум последовательно соединенным первичным обмоткам дополнительных трансформаторов, общая точка которых присоединена к средней точке емкостного делителя, крайние выводы вторичных обмоток объединены через диоды и подсоединены к блоку управления, управляющие выводы которого подключены к управляюцим входам тран зисторов, а средние выводы обьединены иподсоединены ко входному - выходному выводу блока управления 2.Недостатки устройсгва отсутствие пе.пей, обеспечвваюцьпх снижение мгновенных3потерь мощности и формирования безопасных траекторий переключения транзисторов, что весьма существенно при его использовании в составе стабилизированного конвертора источника питания с бестрансформатор. ным входом.5Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения мгновенных потерь и формирования безопасных траекторий переключения силовых транзисторов конвертора.Указанная цель достигается тем, что в стабализированном конверторе в коллекторные цепи транзисторов включены два дросселя, имеющие по две рабочие обмотки и одну обмотку разряда, причем рабочие обмотки каждого дросселя включены соответственно в противоположные плечи транзисторного моста, а обмотки разряда соединены последовательно-встречно друг с другом и их обшая точка подсоединена к одному из входных выводов дополнительного 1 С-фильтра, второй входной вывод которого соединен через диоды с крайними точками упомянутых обмоток, а выход подключен к выходу устройства и блоку управления, кроме того, первичная обмотка выходного трансформатора зашунтирована конденсатором.иНа чертеже приведена принципиальная электрическая схема мостового стабилизированного конвертора.Мостовой стабилизированный конвертор содержит транзисторный мост на транзисторах 1 - 4 выходной трансформатор 5, вы-" прямитель 6, фильтр 7, блок 8 управления с управляющим узлом 9 и формирователями 10, 11 управляющих импульсов, емкостный делитель 12, дополнительные трансформаторы 13, 14, дополнительные диоды 15 - 18, включенные во вторичные обмотки дополнительных трансформаторов, первый дроссель с рабочими обмотками 19, 20 и обмоткой 21 разряда, второй дроссель с рабочими обмотками 22, 23 и обмоткой 24 разряда, диоды 25, 26, включенные в обмотки разряда дрос о селей, 1.С-фильтр 27, конденсатор 28.Узел 9 управления может содержать задающий генератор, делитель частоты, широтно-импульсный модулятор, Формирователи 10, 11 управляюших импульсов имеют на входе схему совпадения и могут иметь пред- оконечные каскады, воздействуюшие на базовые пепи силовых транзисторов.Выходное напряжение конвертора на транзисторах 1 - 4 через выходной трансформатор 5 поступает на выпрямитель 6. Вы- н прямленное напряжение сглаживается фильтром 7 и поступает на выводы для подключения нагрузки, а также на вход управляющего узла 9 блока 8 управления.Емкостной делитель 12 обеспечивает напряжение на первичных обмотках трансфор 55 маторов 13, 14 в то время, когда один из силовых транзисторов противоположных плеч моста заперся при выключении, а в другом идет процесс рассасывания неосновных носителей.В коллекторные цепи транзисторов 1 и 4 включены рабочие обмотки 19 и 20 первого дросселя. В коллекторные пепи транзисторов 2 и 3 включены рабочие обмотки 22 и 23 второго дросселя. Обмотки 21 и 24 разряда этих дросселей подключены через диоды 25 и 26 к входу узла разряда 1.С-фильтра 27. Первичная обмотка выодного трансформатора 5 зашунтирована конденсатором 28, последовательно с которым может быть включен резистор, демпфируюший паразитные колеба ия импульсов коллекторного тока транзисто 1 ов 1 - 4Г 1 ри отпирании силовых транзисторов противоположных плеч, например 1, 4, входное напряжение прикладывается к рабочим обмоткам 19, 20 первого дросселя и нарастание коллекторного тока транзисторов 1, 4 происходит при нулевом коллекторном напряжении, т. е. в транзисторах полностью отсутствуют потери при включении. Диод 25 при этом заперт обратным напряжением на обмотке 21. При запирании транзисторов 1, 4 конденсатор 28 разряжается на первичную обмотку трансформатора 5, поддерживая некоторое время ток в нагрузке за счет накопленной в нем энергии. При этом спад коллекторных токов транзисторов 1, 4 происходит при относительно низком напряжении на коллекторах и потери при выключении снижаются, Мгновенная и средняя мощности рассеяния в транзисторах при этом сушественно уменьшаются. Траектория рабочей точки выходной характеристики каждого транзистора лежит в благоприятной зоне и значительно удалена от области вторичного пробоя, что повышает надежность работы стабилизированного конвертора. При запирании транзисторов 1, 4 отпирается диод 25 и энергия, запасенная в магнитном поле дросселя, через обмотки 21, диод 25 и 1 С-фильтр 27 поступает на выход стабилизированного конвертора.Если силовые транзисторы 1, 4 открыты, то 2,3 - закрыты. Начала обмотоктрансформаторов 13, 14 (отмечень: точкой) находятся под положительным потенциалом. Диоды 15, 17 открыты, а диоды 16, 18 - закрыты. На узел 11 через диоды 15, 17 подается положительный сигнал, запрещающий подачу управляющих импульсов на транзисторы 2, 3 В конце рабочего полупериода с баз транзисторов 1, 4 снимаются управляющие импульсы, формируемые узлом 10, и начинается процесс рассасывания неосновных носителей в базах. Если этот процесс закончился раньше в транзисторе 1 и последний запирается, пропадает напряжение на обмотках трансформатора 13 и диод 15 запирается. Однако блокируюший сигнал на узел 11 продолжает поступать через открытый диод 17 с обмотки трансформатора 14. После запирания транзистора 4 сигнал блокировки .нимается, ис узла 11 на транзисгоры 2, 3 подаются отпираюшие импульсы. На обмотках трансфор маторов 13, 14 появляется напряжение обратной полярности, отпираются диоды 16, 18 и на узел 10 поступает положительный сиг нал, запрешаюший подачу управляющих импульсов на транзисторы 1, 4.Таким образом, а схеме осуцсествляется контроль состояния кджлсго силового транзистора и разрешается подаца управляющих импульсов в данном полупериоле на закрытие силовых транзисторов моста только после того, как полностью закроются обд силовые транзисторы. открытые в предылусцем полупериоде, цто исключает появление сквоз ных токов и повышает надежность работы конвертора.В момент включения транзисторов 1, 4 входное напряжение поровну делится между рабочими обмотками 19 и 20 дросселя и на узлы 10, 11 через диоды 15 - 18 не могут поступить сигналы, нарушаюшие работу блока 8 управления. Аналогичный эффект можно получить при исс:ользовании вместо обмоток 19, 20, 23, 22 отдельных лросселей. Если же использовать лва дросселя с одной рабочей обмоткой, включенных, например в коллекторные цепи транзисторов 1, 2, то при включении транзисторов 1, 4 все входное напряжение приложится к дросселю, вклюценному вместо обмотки 19, напряжение нд начале первичной обмотки трансформатора 13 будет иметь отрицательную полярность и церез диод 16 на вход узла 10 ссоступит паразитный импульс, блокирующий управляющие сигналы транзисторов 1, 4. Прн этом возникает неустойциаый режсл, нарушающий нормальную работу конвертора.Следовательно, введение в лвухобмотоцный дроссель дополнительной рабочей обмотки позволяет а мостовом стабилизированном конверторе с автоматическим предотвращением сквозных токов обеспечить снижение мгновеньсьсх потерь и увеличение надежности устройства при помощи двух-трех обмоточных дросселей вклюцением раооцих обмоток кажлого лросселя в коллекторные цепи транзисторов противоположных плеч моста.Фор с(дла с(зобретенияСтабилизированный конвертор, солержаший транзисторный мост, олна диагональкоторого иолклюцена к входным выводам изашунтирована емкостным лелителем, а другая лиагональ полсоединена к первичной обмотке выхолного трансформатора и кдвум последовательно соединенным первичным обмоткам лонолнительньсх трансформаторов, обшая точка которых присоединена ксредней топке емкостного делителя, крайниевыводы аторицных обмоток объединены через лполы и полсоелинены к блоку управления прссагсяюсссссе аыаолы которого подключены к ус.рдалясощссм ссходахс транзисторов,а срелнпе выволы объединены и полсоелинень; к входному - аы.одному выводу блокауправления, отли (авс(с(гя тем, что, с цельюповыпсенпя належностсс, в коллекторные цепи трднзист ров включены лвд дросселя, имеюшие по лае рабочие обмотки и одну обмотку разряда, причем рабочие обмотки каждого дросселя Вклюцсны соответственно а противоположные плечи транзисторного моста, аоомотк:с рдзрялсс соединены последовательнострецно лруг с другом и их общая точка подсоелинессд к олс:,омх ссз входных выводов доссол:ссстсльссого 1.С-фссльтрд, второй входнойаыаол которого соединен через диоды с крайними тоннами упомянутых обмоток. а выходполклюцс; к аыхолу устройства и блоку управления, кроме того,: срвичная обмотка выходного трансформатора зашунтирована кон е н с д т О и О сИстоцссссссс ссссформасссси,ссрнпятые ао внимание при экспертизе1. Авторское саилетельство СССР по заявке . 2516168,24-0(, кл. Н 02 М 7,537,24.02.782. Авторское свидетельство СССРЛо 59456(, клО М 7,537, 1978.4/5 ктная, шскарод,Редактор М. ЛиковиЗаказ 7526/76ВН И Госуделамосква,Пате оставитель Тред К. Шуфаж 783дарственногоизобретенийЖ - 35, Рат, г. Ужг ктор Ю. Макаренко сноеСР Подпи тета ССоткрытийя наб.,ул Про