Стабилизированный конвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВ а ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветекикСоциалистическиеРеспублик ц 919027(5)М. Кл. Н 02 И 3/335 ЮС 05 Е 1/64 оеударетеенный комнтет СССР по делам нзееретеннй н отнрытнй. Опубликовано 07.04.82, Бюллетень М 13 Дата опубликования описания 10.04 ц 82(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР Изобретение относится к электротехнике и может быть применено, в частности, в качестве вторичного источника питания. Известен стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся однотактный инвертор с выходным трансформатором, одна вторичная обмотка которого подсоединена через стабилитрон, зашунтированный конденсатором, к базо-эмиттерному переходу транзистора, эмиттерно-коллекторный переход которого через другую вторичную обмотку связан с выходными выводами, к которым подключен дополнительный конденсатор Л 1. Этот конвертор имеет низкую стабильность выходного напряжения. Нестабильность выходного напряжения может быть вызвана изменением питающего напряжения, температуры, тока нагрузки и дрейфом. Рассмотрим влияние дестабилизирующих факторов на выходное напряжение конвертора,Стабилизация выходного напряжения в данном конверторе осуществля- %ется регулированием положительногосмещения в базовой цепи транзистора .однотактного инвертора и соответст"венно регулированием времени накопления энергии при изменении входного напряжения. Изменение тока нагрузки нарушаетоптимально выбранный режим работы регулирующего транзистора, так как натапряжение на эмиттере последнего, выбираемое несколько большим напряжения опорного источника, значительноменяется от тока нагрузки. Кроме то.го, подверженный температурным воздействиям регулирующий транзисторпри постоянной нагрузке и постоянномисходном напряжении изменяет величи. ну положительного смещения и соответ"919027ственно выходное напряжение конвертора.Причем следует отметить, что переход на режим накопления энергии вконверторе начинается при нулевом токе во вторичной цепи и ЭДС, равнойнулю, и определен случайными токамиколлектора транзистора однотактногоинвертора. Это, в свою очередь, вызывает нестабильность длительности 10накопления энергии и соответственно,выходного напряжения.Кроме того, также недостатком является отсутствие гальванической развязки между исходным и выходным напряжениями.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является стабилизированный конвертор, содержащийсамовозбуждающийся однотактный ин- щвертор с выходным трансформатором,первая вторичная обмотка которогоподсоединена через стабилитрон, зашунтированный конденсатором, к базоэмиттерному переходу транзистора, а 25вторая вторичная обмотка одним иэ выводов через коллекторно-эмиттерныйпереход подключена к первому выходному выводу и к накопительному конденсатору, шунтирующему выходные выводы 2 2.Недостатком этого конвертора является относительно низкое выходноенапряжение.Действительно, для увеличения выходного напряжения конвертора недостаточно увеличить соотношение вторичных обмоток, но и необходимо не допустить перенапряжения на переходахвыходного транзистора, 40В режиме насыщения транзистора однотактного инвертора все напряжениепитающего источника подключено к егоколлекторной обмотке. Одновременново второй вторичной обмотке, подключенной к коллекторно-эмиттерному переходу выходного транзистора, индуктируется ЭДС, равнаяЕ = Ц Ж1 ц,50где У - напряжение питающего источника;Щ- соотношение чисел витков Мколлекторных обмоток,вторичной и первичной, а в первой вторичной обмотке, подключенной к базоэмиттерному переходу выходного транзистора, индуктируется ЭДС, равная С 2) где в - соотношение чисел витков обц 1моток второй вторичной к первичной коллекторной.Полярность ЭДС такова, что на коллекторно-эмиттерный переход выходного транзистора, находящегося в режиме отсечки, замыкается сумма Е 1 и выходного напряжения конвертора, а на базо-эмиттерный переход - сумма Е и напряжения стабилизации стабилитрона,Выбор типа транзистора в качестве выходного в известном конверторе весьма ограничен из-за большой величины требуемого предельно допустимого обратного напряжения база-эмиттер.Цель изобретения - увеличение вь- ходного напряжения конвертора.Для этого в стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся однотактный инвертор с выходным трансформатором, первая вторичная обмотка которого подсоединена через стабилитрон, зашунтированный конден сатором, к базо-эмиттерному переходутранзистора, а вторая вторичная обмотка одним из выводов через когпекторно-эмиттерный переход подключена к первому выходному выводу и к накопительному конденсатору, шунтирующему выходные выводы, введен делитель напряжения, состоящий из двух резисторов и диода, причем второй вывод второй вторичной обмотки подсоединен через первый резистор к первому выходному выводу и через второй резистор, зашунтированный диодом, ко второмувыходному выводу.На чертеже приведена принципиальная схема конвертора.Стабилизированный конвертор содержит транзистор 1, база которого через резистор 2 соединена с одним из выводов обмотки 3 положительной обратной связи, другим концом соединенной с эмиттером транзистора 1 и одним из входных выводов 1. Коллектор транзистора 1 через обмотку 5 подключен к другому входному выводу б, Первая вторичная обмотка 7 через стабилитрон 8, зашунтированный конденсатором 9, подсоединена к базоэмиттерному переходу транзистора 1 О. Вторая вторичная обмотка 11 первым выводом подключена к коллектору транзистора 10, эмиттер которого соединен с первым выходным выводом 12 и пер91902 Формула изобретения Стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся однотактный инвертор с выходным трансФорматором, первая вторичная обмотка которого подсоединена через стабилитрон, зашунтированный конденсатором, к базоэмиттерному переходу транзистора, а вторая вторичная обмотка одним из выводов через коллекторно-эмиттерный переход подключена к первому выходному выводу и к накопительному конденсатору, шунтирующему выходные выводы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выходного напряжения, в него введен делитель напряжения, состоящий из двух резисторов и диодапричем второй вывод второй вторичной обмотки подсоединен через первый резистор к первому выход 5вым выводом накопительного конденсатора 13. Второй вывод второй вторичной обмотки 11 через первый резистор 14 подключен к первому выходному выводу 12 и через включенные параллель но второй резистор 15 и диод 16 - ко второму выходному выводу 17 и ко второму выводу накопительного конденсатора 13.Конвертор работает следующим образом. При подключении к входным выводам 4 и 6 питающего источника в коллекторной цепи транзистора 1 проте 15кает неуправляемый ток, который, проходя через обмотку 5, вызывает изменение магнитного потока в сердечнике трансФорматора и индуктирование ЭДС в обмотке 3, Обмотка 3 включена та 2 Оким образом, что протекающий в базовой цепи ток является открывающим для транзистора 1. Приоткрытие транзистора приводит к увеличению тока вколлекторной цепи, что, в свою очередь, вызывает увеличение тока в базовой цепи. Лавинообразное развитие процесса заканчивается, когда транзистор 1 переходитв состояние насыщения. При этом все напряжение исзо точника оказывается приложенным к обмотке 5. Закон изменения тока в цепи коллектора транзистора 1 целиком определяется инДуктивностью обмотки 5. Увеличение сопротивления транзистора 1 уменьшает скорость нарастания35 потока в магнитопроводе, что вызывает изменение направления ЭДС в обмотках. Транзистор 1 переходит в состояние отсечки. Изменение знака на о пряжения на вторичных обмотках 7 и 11 приводит к тому, что транзистор 10 открывается и напряжение обмотки 11 оказывается приложенным к накопительному конденсатору 13 через открытый45 диод 16, Транзистор 10 находится в режиме инверсного включения и через его коллекторный переход протекает обратный ток, равный току нагрузки и току подзаряда конденсатора 13. Энергия, накопленная в электромагнитном поле трансФорматора, передается в нагрузку. Одновременно часть энергии замыкается через открытый переход база-эмиттер транзистора 1 О в55 стабилитроне 8, обеспечивая параметрическую стабилизацию напряжения на обмотках,7 ЬПо истечении некоторого промежутка времени накоп."енная энергия уменьшается на столько, что ЭДС, индуктированная в обмотках 7 и 11, начинает уменьшаться. При достижении порогового уровня стабилитрона 8 ток через последний падает.Сопротивление транзистора 10 начинает увеличиваться, и магнитный поток, определяемый величиной этого сопротивления и напряжением, приложенным к обмотке 11, в данном случае равным 1 еьх К 1(3)й+Кгде К - сопротивление резистора 4;К - сопротивление резистора 15;Ц, - выходное напряжение конвертора,начинает уменьшаться, что вызываетизменение направления ЭДС в обмотках,лавинообразное отключение транзистора 10 и лавинообразный переход в состояние насыщения транзистора 1.В режиме отсечки на коллекторноэмиттерный переход транзистора 10воздействует напряжение,определенноевыражением (3) . Применение предлагаемого конвертора позволяет выбором соотношения меж" ду величинами резисторов 14 и 15 получить на выходе конвертора выходное напряжение, в несколько раз превышающее величину предельно-допустимого значения для выходного транзистора.7 919027ному выводу и через второй резистор,защунтированный диодом, ко второмувыходному выводу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Исаев Э,Апреобразователи издат, 1962, с.2. Авторское 5 И 655013, кл, Н Составитель Т. ЕршоваЮ, Ковач Техред М.Надь Корректор М. Шароши едак те щееее е аз 2157 Р 36В Подписнитета ССкрытийя наб.,30 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ираж 719ИПИ Госуо делам5, Моске арственного кзобретений и