Регулируемый конвертор

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл 3 Н 02 М 3/335 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОНВЕРТОР Изобретение относится к элктротехнике и может найти применение в автономных системах электропитания аппаратуры связи и автоматики.По основному авт.св. 9 714588 известен регулируемый конвертор, содержащий транзисторные инверторные каскады, выходной трансформатор с обмотками, выпрямитель,ЫО-фильтр, модулятор ширины импульсов, дополнительные транзисторы, диод, резисторв и ВС-цепочки 1 .Недостатком этого конвертора является узкий диапазон регулирования выходного напряжения, обусловлен ный низкой глубиной модуляции (коэффициент заполнения), которую может обеспечить, модулятор ширины импульсов, выполненный на дополнительном трансформаторе. Максимальный коэффи циент заполнения не может превышать 0,5, так как начальная его установка производится при симметричной форме импульсов, поступающих на одну из обмоток дополнительного трансформа тора и начальном подмагничивании другой его обмотки от усилителя постоянного тока УПТ) при выборе его рабочей точки. Увеличение тока подмагничивания указанной обмотки спо собствует увеличению паузы или уменьшению коэффициента заполнения,Цель изобретения - расширение диапазона регулирования напряжения посредством увеличения глубины модуляции,Поставленная цель достигается тем,что в регулируемом конверторе, содержащем подсоединенные к входнымвыводам транзисторные инверторныекаскады с выходным трансформатором,вторичная обмотка которого черезвыпрямитель и СО-Фильтр подсоединена к выходным выводам, которыечерез широтно-импульсный модуляторсвязаны с транзисторами иянерторногокаскада, снабженным дополнительнымитранзисторами, базы и эмиттеры которых объединены соответственно междусобой и подключены через первую ЙСцепочку к обмотке дополнительноготрансформатора, другая обмотка которого подсоединеиа к широтно-импульсному модулятору, третья обмотка через резистор подсоединена к дросселюСО-фильтра,.причем эмиттеры дополнительных транзисторов через вторуюкС-цепочку подсоединены к транзистору инверторного каскада, коллекторыэтих транзисторов подсоединены че 813 б 18рез диод к дополнительной обмотке выходного трансформатора, а коллектор одного из этих транзисторов соединен через третью ВС-цепочку с входным выводом, который связан через резистор с базой другого дополнительного транзистора, третья обмотка дополнительного трансформатора выполнена с отводом, который через дополнительный диод, включенный в обратном направлении, соединен с общей точкой конденсатора и дросселя СО фильтра, причем эта точка соединена с соответствующим концом третьей обмотки через вспомогательный транзистор, база которого через дополнительный резистор соединена с общей точкой диода и дросселя СО-фильтра.На чертеже представлена принципиальная схема регулируемого конвертора.Конвертор содержит силовой 1 и вспомогательный 2 усилительные транзисторные каскады, включенные н первичные полуобмотки 3 и 4 выходного трансформатора 5, Вторичная обмотка б выходного трансформатора 5 нагружена на однополупериодный выпрямитель 7 и ССО-фильтр 8 с дросселем 9,Одна из обмоток 10 дополнительного трансформатора 11 через узел 12 сравнения подсоединена к выходным выводам. Другая обмотка 13 дополнительного трансформатора 11 одним концом через резистор 14 подсоединена к первому концу дросселя 9, вторым концом через дополнительно введенный транзистор 15 ко второму концу дросселя 9, база транзистора 15 подсоединена через ограничивающий резистор 16 к первому концу дросселя 9, а второй конец дросселя 9 подсоединен через дополнительно введенный диод 17 к отводу обмотки 13 дополнительного трансформатора 11. Третья обмотка 18 дополнительного трансформатора 11 через первую ВС-цепочку 19 подключена к параллельно соединенным входам первого 20 и второго 21 дополнительных транзисторов, змиттеры которых через вторую ВС-цепочку 22 подсоединены ко входу транзисторного инверторного каскада 1, коллекторы этих транзисторов соединены между собой через диод 23 и вспомогательную обмотку 24 выходного трансФорматора 5, а коллектор первого дополнительного транзистора 20 соединен через третью ВС-цепочку,25 с входным выводом, который связан через цепь 26 запуска с базой второго дополнительного транзистора 21Конвертор работает следующим образом.Транзисторный инверторный каскад1 обеспечивает рабочий ход, при котором энергия от входных выводов передается через полуообмотку 3 выходного трансформатора 5, вторичную обмотку б, выпрямитель 7 и ССОфильтр 8 на выход конвертора. Вспомогательный транзисторный каскад 2подключает к входному источникупервичную полуообмотку 4 выходноготрансформатора 5 и обеспечивает обратное перемегничивание трансформатора 5 при запертом от внешнего сигнала силовом транзисторе 1, причемвремя обратного перемагничиваниятрансформатора 5 меньше нремени запертого состояния силового транзистора 1.Запуск конвертора осуществляетсяпутем подачи входного напряжения ипри помощи цепи 2 б запуска, ныпол ненной, например из последовательносоединенных кнопки и резистора. Призапуске подается запирающий сигнална второй дополнительный транзистор21 и отпирающий сигнал на первый до полнительный транзистор 20, которыйподает через переход змиттер-коллектор, вторую 22 и третью 25 ВС-цепочки отпирающий сигнал на базу транзисторного инверторного каскада 1,Дальнейшее удержание транзисторов 20и 1 и открытом состоянии обеспечивается за счет положительной обратной связи через выходной трансформатор 5,ныпрямитель 7, дроссель 9, дополнительный трансформатор 11 и первуюВС-цепочку 19. Причем базовый токтранзисторного каскада 1 поступаетот дополнительной обмотки 24 выходного трансформатора 5 через диод 23,Процесс переключения транзисторного каскада 1 происходит следующимобразом.Напряжение с дросселя 9, имеющеепрямоугольную форму, подается черезрезистор 14 и дополнительный тран зистор 15, открываемый при этом смещением через ограничинающий резистор1 б, на обмотку 13 дополнительноготрансформатора 11. Дополнительныйтрансформатор 11 перемагничиваетсяв прямом направлении и задает временной интервал рабочего хода импульсомуправления, формируемым на его обмотке 18, При насыщении сердечникадополнительного трансформатора 11падает до нуля напряжение на егообмотке 18 и конденсатор первой ВСцепочки реверсирует ток на параллельных входах дополнительных транзчсторов 20 и 21, осуществляя их активноепереключение. Одновременно обрываетсяпервым дополнительным транзистором20 прямой базовый ток транзисторногокаскада 1, подаваемый от дополнительной обмотки 24 выходного трансформатора 5 через диод 23. Транзисторныйкаскад 1 отключается и заканчивается рабочий ход. При его отключении конденсатор второй ВС-цепочки 22 через открытый второй дополнительный транзистор 21 способствует рассасыванию избыточного заряда в базе транзис 813 б 18торного каскада 1, что обеспечиваетулучшение форсировки отключения иуменьшение динамических потерь мощности в транзисторном каскаде.При отключении транзисторного каскада 1 меняется полярность напряжения на дросселе 9 и вместе с этимменяется полярность напряжения на обмотке 18 дополнительного трансформатора 11, Этим напряжением первыйдополнительный транзистор 20 удерживается в закрытом состоянии, второй дополнительный транзистор 21в открытом состоянии, и поэтомутранзистор 1 закрыт, т,е. в работесхемы наступает пауза. Длительностьпаузы определяется временем обратного перемегничивания сердечника дополнительного трансформатора 11,которое осуществляется напряжениемдросселя 9 по контуру от одного егоконца через дополнительный диод 17,часть обмотки 13, резистор 14 к другому концу дросселя 9 (транзистор15 при этом закрыт напряжением дросселя 9) . Перемегничивание сердечникатрансформатора 11 в прямом направлении по контуру с использованием всейобмотки 13 этого трансформатора, ав обратном направлении с использованием части витков обмотки 13 позволяет уменьшить длительность паузыи вместе с этим увеличить коэффициент заполнения (глубину модуляции),КоэФФициент заполнения с учетом выбора рабочей точки УПТ узла сравнения может быть практически расширендо величины 0,65, которую позволяетреально осуществить силовая частьсхема,Окончание паузы происходит принасыщении сердечника дополнительноготрансформатора 11, при этом падаетдо нуля напряжение на его обмотке18 и конденсатор первой ВС-цепочки19 обеспечивает реверс базовых токов транзисторов 20 и 21. При этом черезвторую 22 и третью 25 ВС-цепочки дается начальный бросок базового токатранзистора 1 от источника питанияЕ, а удержание транзисторов 1,20, 521 в соответствующем состоянии производится по укаэанной цепи положительной обратной связиРегулирование осуществляется посредством изменения временного интервала паузы, который зависит от токаподмагничивания обмотки 10 дополнительного трансформатора 11, задаваемого узлом 12 сравнения, выполненного, например на опорном элементеУПТ и делителе напряжения, при этом 15 при увеличении тока подмагничиванияувеличивается пауза и, следовательно, коэффициент заполнения уменьшается..Временные интервалы выбраны так, щ что выходной трансформатор 5 не насыщается в интервале рабочего хода,а работает на линейном участке,Формула изобретенияРегулируемый конвертор по атв.св.Р 714588, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона регулирования напряжения, третья обмотка дополнительного трансформатора выполнена с отводом, который через дополнительный диод,включенный в обратном направлении,соединен с общей точкой конденсатора и дросселя С 0-фильтра, причемэта точка соединена с соответствующим концом третьей обмотки черезвспомогательный транзистор, базакоторого через дополнительный резистор соединена с общей точкой диодаи дросселем СО-фильтра.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 714588, кл. Н 02 М 3/335, 1977.813618 Состав Техред аорректородписное Шарош едактор етр лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Эаказ 9 ВНИИПИ Государс по делам иэо 113035, Москва