Стабилизированный преобразовательнапряжения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистически к Республик(23) ПриоритетОпубликовано 150681,Бюллетень Йо 22 Р 1Кз Н 02 М 3/335 Государстненный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 15.06,81Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах электропитания для преобразования постоянного напряжения.5Известен стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий двухтактный транзисторный усилитель мощности(УМ),задаюций генератор(ЗГ),имеющий две обмотки управления, управляюц 1 ий транзистор, соединенный коллектором со средней точкой одной из обмоток управления,а базо-эмиттерным пере-ходом - с выходом широтно-импульсногомодулятора(ЫИМ).Это устройство содержит также дополнительный согласующийтрансформатор с выходной обмоткой,подключенной через вентили к базоэмиттерным переходам силовых тран-зисторов УМ. Одна из обмоток управления ЗГ обеспечивает включающие импульсы тока для того или другого транзистора УМ в течение всего полупериода генерируемого напряжения.Регулирование скважности выходного напряженияосуществляется путем подачи со вторичной обмотки дополнительного трансформатора в течение части полупериода генерируемого напряжения выключающих импульсов тока. При этом,для обеспечения активного, форсиро- ЗО ванного запирания транзисторов УМ необходимо,чтобы амплитуда выключающих импульсов была больше амплитуды импульсов включения 1.Недостатком данного устройства является его сложность из-за наличия дополнительного трансформатора и относительно низкий КПД из-за повышенного токопотребления схемы управления при выключении транзисторов УМ (здесь для создания обратного запирающего напряжения на базе транзисторов УМ необходимо компенсировать ток включения в базе транзисторов).Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий двухтактный транзисторный УМ, ЗГ, имеющий три обмотки управления, два управляющих транзистора, первый из которых имеет одинаковую, а второй противоположную проводимость по отношению к проводимости транзисторов УМ, причем эмиттеры всех транзисторов соединены между собой, ИИМ, выходом подключенный к переходам база-эмиттер управляющих транзи сторов. В данном устройстве в мо 838952мент выключения транзисторов УМвключающий ток снимается с них, чтопозволяет повысить КПД 2).Недостаток данного устройствасостоит в том, что в нем не можетбыть обеспечен необходимый (оптималь.ный) уровень обратного напряженияна переходах база-эмиттер транзисторов УМ, что приводит к снижению надежности работы устройства.Цель изобретения - повышениенадежности устройства путем обеспечения оптимального уровня напряжения на переходах база-эмиттертранзисторов УМ,Поставленная цель достигаетсятем, что в стабилизированном преобразователенапряжения все обмоткивыполнены секционированными, среднийвывод первой из обмоток подключенк коллектору первого управляющеготранзистора, средний вывод второй 20обмотки - к коллектору второго управляющего транзистора, среднийвывод третьей обмотки - к точке соединения эмиттеров всех транзисторов,один из крайних выводов первой обмотки и противофазные ему крайниевыводы второй и третьей обмоток через вентили подключены к базе одного из силовых транзисторов, другиекрайние выводы всех обмоток черезвентили подключены к базе другогосилового транзистора, причем направление проводимости вентилей второйобмотки противоположно направлениюпроводимости вентилей первой и третьей обмоток.Использование третьей обмоткиуправления позволяет исключить зависимость обратного напряжения на базах транзисторов УМ от величинынапряжения на той из обмоток управления, которая обеспечивает включение этих транзисторов (вторая обмотка),На чертеже приведена принципиаль-ная электрическая схема устройства. 45Преобразователь содержит звуковой генератор ЗГ 1 с обмотками 3-4управления, УМ на транзисторах 5 и 6с выходным трансформатором 7, вторичная обмотка которого подключена к . 50нагрузке 8, ШИМ 9 и управляющиетранзисторы 10 и 11, эмиттеры которых соединены с эмиттерами транзисторон 5 и 6. Транзистор 10 имеетодинаковую, а транзистор 11 - противоположную проводимость по отношению к проводимости транзисторов5 и 6. Переходы база-эмиттертранзисторов 10 и 11 включены параллельно и соединены с выходом ЫИМ.Средняя точка первой обмотки 2 подключена к коллектору транзистора 10,средняя точка второй обмотки 3к коллектору транзистора 11, средняяточка первой обмотки 4 - к эмиттерамтранзисторов 5, 6, 10, 11. Один из 65 крайних выводов обмотки 2 (обозначенточкой) и противофазные крайние выводы обмоток 3 и 4 через диоды 1214 соединены с базой силового транзистора 6. Другой крайний вывод обмотки 2 и противофазные ему крайниевыводы обмоток 3 и 4 через диоды15-17 соединены с базой силовоготранзистора 5. Диоды 12, 14, 15, 17подключены к выводам обмоток 2 и 4катодами, а диоды 13 и 16 к выводамобмотки 3 - анодами, Резистор 18в коллекторе транзистора 11 определяет величину тока базы транзисторов 5 и 6,Принцип действия преобразователясостоит в следующем.ЗГ выдает прямоугольные импульсынапряжения со скважностью, равнойединице, обмотка 3 управления обеспечивает напряжение, необходимое длянадежного включения транзисторов 5и 6, а напряжение на обмотках 2 и4 расчитывается из условия надежного включения этих транзисторов. Навыход управляющих транзисторов 10 и11 с выхода ШИМ поступают знакопеременные импульсы напряжения, относительная длительность которых изменяется с изменением величины выходного напряжения.Рассмотрим полупериод работы преобразователя, являющимся рабочим,например для.транзистора 5. В течение всего этого полупериода транзистор 6 закрыт напряжением, поступающим .на его базу от обмотки 4 черездиод 14. Часть времени этого полупериода .транзистор 11 открыт , атранзистор 10 закрыт отрицательным напряжением , поступающим с выхода ШИМ . В это время транзистор5 открыт током, поступающим с обмотки 3 через диод 16, транзистор 11,резистор 18. При смене полярностинапряжения на выходе ШИМ транзистор11 закрывается, а транзистор 10 открывается. Эти процессы происходятодновременно, так как выходные цепиэтих транзисторов объединены. Приэтом транзистор 11 отключает обмотку3, а транзистор 10 подключает обмотку 2 к базе силового транзистора 5,который закрывается напряжением,поступающим с обмотки 2 через диод15 и транзистор 10, Полупериод,следующий за рассматриваемым, будетрабочим для транзистора 6, ивсе процессы во время него будутаналогичными рассмотренным для транзистора 5.Таким образом, отличительнойособенностью устройства являетсянезависимость величины обратногонапряжения на базах транзисторовУМ от величины напряжения на той изобмоток управления, которая предназначена для включейия транзисторов УМНапряжение на обмотках выключения838952 2 и 4 не накладываются на напряжение обмотки включения 3, Это позволяет обеспечить любое нужное напряжение на базах транзисторов УМ путем выбора соответствующего напряжения на обмотках 2 и 4,и при этом величина этого напряжения неизменна на протяже-. нии всего периода работы преобразователя(если напряжение на обмотках 2 и 4 равны между собой).В устройстве ШИМ 9 может быть выполнен по любой известной схеме.Основное преимущество предложенного устройства по сравнению с известным состоит в повышении надежности путем обеспечения оптимального уровня обратного напряжения на базах транзисторов УМ. При этом оптимальный режим выключения и.включения обеспечивается независимо друг от друга путем выбора нужного напряжения на соответствующих обмотках уп равления. Кроме того, напряжение на базах транзисторов УМ неизменно в течение всего рабочего периода, т.е. может быть обеспечено оптимальным в любой момент времени. В ус тройстве могут быть использованы транзисторы с относительно небольшой величиной допустимого обратного напряжения на переходах база-эмиттер и независимо от режима работы преобразователя, что расширяет область применения таких устройств. Принеобходимости переходы база-эмиттер транзисторов УМ могут быть зашунтированы защитными диодами (для защиты этих транзисторов от выбросов на обмотках управления ЗГ), что не долускается в известном устройстве. 4) 1. Авторское свидетельство СССРВ 515220, кл, Н 02 М 3/155, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2688405/24-07,кл. Н 02 М 3/155, 24.11.78.45 Формула изобретения Стабилизированный преобразовательнапряжения, содержащий двухтактный транзисторный усилитель мощности, задающий генератор, имеющий три обмотки управления, два управляющих транзистора, первый из которых имеет одинаковую, а второй - противоположную проводимость по отношению к проводимости силовых транзисторов усилителя мощности, причем эмиттеры всех транзисторов соединены между собой, широтно-импульсный модулятор, выходом подключенный к переходам база-эмиттер управляющих транзисторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения оптимального уровня напряжения на переходах база-эмиттер силовых транзисторов усилителя мощности, все обмотки выполнены секционированными, средний вывод первой из обмоток подключен к коллектору первого управляющего транзистора, средний вывод второй обмотки - к коллектору второго управляющего транзистора, средний вывод третьей обмотки - к точке соединения эмиттеров всех транзисторов, один из крайних выводов первой и противофазные ему крайние выводы второй и третьей обмоток через вентили подключены к базе одного из силовых транзисторов, другие крайние выводы всех обмоток через вентиЛи подключены к базе другого силового транзистора, причем направление проводимости вентилей второй обмотки противоположно направлению проводимости вентилей первой и третьей обмоток. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе838952 Составитель Т. Ершова Техред М, Голинка Корректор ктор П с Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5