Регулируемый конвертор

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОНВЕРТОР Изобретение относится к электротехнике и может найти. применение вавтономных системах электропитанияаппаратуры связи и автоматики,По основному авт, св. СССР11 14588 известен регулируемый конвертор,содержащий транзисторные инверторные каскады с выходным трансформатором,вторичная обмотка которого черезвыпрямитель и 1.СД-фильтр подсоеди 10нена к выходным выводам, которые связаны с транзисторами инверторногокаскада, конвертор снабжен допоЛни"тельными транзисторами, базы и эмиттеры которых объединены соответст 1венно между собой и подключены черезпервую И;-цепочку к обмотке дополнительного трансформатора, другая об"мотка которого подсоединена кширотно-импульсному модулятору, третьяобмотка через резистор подсоединенак дросселю 1 СД-фильтра, причем эмиттеры дополнительных транзисторов че.рез вторую И:-цепочку подсоединены к транзистору инверторного каскада, коллекторы. этих транзисторов подсоединены через диод к дополнительной обмотке выходного трансформатора, а коллектор одного.из этих транзисторов соединен через третью йС-цепочку с входным выводом, который связан че-рез резистор с базой другого дополнительного транзистора 11.Недостатком данного конвертора является низкая стабильность выходного напряжения при малых токах нагрузки (менее 0,1-0,2 Зи), где Линоминальный ток нагрузки. При указанных нагрузках имеет место значительное повышение (порядка на 303) выходного напряжения выше нормирован" ного уровня. Это объясняется тем,что при малых токах нагрузки энергии, накопленной в дросселе ЕСД-фильтра, недостаточно для того, чтобы поддержать непрерывный ток и вместе с этим обеспечить напряжение отрицательной полярности на своей обмот 3 92ке в течение времени, необходимом дляформирования паузы.По этой причинедлительность паузы становится меньше длительности, задаваемой цепью обратной схемы управления конвертора,в результате чего возрастает коэффициент заполнения широтно-импульсного модулятора конвертора и выходное напряжение повышается выше нормированного уровня,Цель изобретения - повышениестабильности выходного напряжения,Для достижения поставленной цели в регулируемый конвертор введентранзисторный ключ, подключенный па раллельно входу ЬСД-фильтра, а дополнительный трансформатор снабжендополнительной обмоткой, причем выводы этой обмотки подсоединены куправляющему переходу упомянутоготранзисторного ключа.На чертеже представлена принципиальная схема регулируемого конвертора.Конвертор содержит силовой 1 ивспомогательный 2 усилительные транзисторные каскады, включенные в первичные полуобмотки 3 и 4 выходноготрансформатора 5, Вторичная обмотка 6 выходного трансформатора 5 нагружена на однополупериодный выпрямитель 7 и ЫД-фильтр 8 с дросселем 9.Одна из обмоток 1 О дополнительноготрансформатора 11 через узел 12 срав.нения подсоединена к выходным выводам. Другая обмотка 13 дополнительного трансформатора 11 своими концамчерез резистор 14 подсоединена кконцам дросселя 9. Третья обмотка15 дополнительного трансФорматора1.1 через первую КС-цепочку 16 подключена к параллельно соединеннымвходам первого 17 и второго 18 дополнительных транзисторов, эмиттерыкоторых через вторую КС-цепочку 19подсоединены ко входу транзисторногоинверторного каскада 1, коллекторыэтих транзисторов соединены междусобой через диод 20 и вспомогательную обмотку 21 выходного трансформатора 5, а коллектор первого дополнительного транзистора 17 соединенчерез третью КС-цепочку 22 с входнымвыводом, который связан через цепьзапуска 23 с базой второго дополнительного транзистора 18, Транзисторный ключ 24 подключен параллельновходу ЬСД-фильтра, а его управляющий переход подсоединен к концам1 О 20 25 ЗО 35 4 О мотку 6, выпрямитель 7 и .,СД-фильтр8 на выход конвертора.Вспомогательный транзисторныйкаскад 2 подключает к входному источнику первичную полуобмотку 4 выходного трансФорматора 5 и обеспечиваетобратное перемагничивание трансформатора 5 при .запертом от внешнего сигнала силовом транзисторе 1, причем время обратного перемагничивания трансформатора 5 меньше времени запертого состояния силового транзистора 1;Запуск конвертора осуществляется путем подачи входного напряжения и при помощи цепи запуска 23, выполненной, например, из последовательно соединенных кнопки и резистора. При запуске подается запирающий сигнал на второй дополнительный транзистор 18 и отпирающий сигнал на первый дополнительный транзистор 17, который подает через переход эмиттер-коллектор, вторую 19 и третью 22 КС-цепочки отпирающий сигнал на базу транзисторного инверторного каскада 1, Дальнейшее удержание транзисторов 1 и 17 в открытом состоянии обеспечивается за счет положительной обратной связи через выходной трансформатор 5 вь 1 прямитель 7, дроссель 9, дополнительный трансформатор 11 и первуюЙС"цепочку 46. Причем базовый ток транзисторного каскада 1 поступает от дополнительной обмотки 21 выходного трансформатора 5 через диод 20.Процесс переключения транзисторного каскада 1 происходит следующимобразом.Напряжение положительной полярности с дросселя 9, имеющее прямоугольную форму, подается через резистор 14 на обмотку 13 дополнительного трансформатора 11. Дополнительный трансформатор 11 перемагничивается в прямом направлении и задает временной интервал рабочего хода импульсом управления, формируемом на его обмотке 15. При насыщении сердечника дополнительного трансформатора 11 подает 8563 4дополнительной обмотки 25 дополнительного трансформатора 11.Конвертор работает следующим образом.Транзисторный инверторный каскад 1 обеспечивает рабочий ход, при котором энергия от входных выводов передается через полуобмотку 3 выходного трансформатора 5, вторичную об8563 6 40 45 50 Формула изобретения 5 92 до нуля напряжение на его обмотке 15 и конденсатор первой КС-цепочки 16 реверсирует ток на параллельных входах дополнительных транзисторов 17 и 18, осуществляя их активное переключение. Одновременно обрывается первым дополнительным транзистором 17 прямой базовый ток транзисторного каскада 1, подаваемый от дополнительной обмотки 21 выходного трансформатора 5 через диод 20. Транзисторный каскад 1 отключается и заканчивается рабочий ход. При его отключении конденсатор второй 19 КС-цепочки через открытый второй дополнительный транзистор 18 способствует рассасыванию избыточного заряда в базе транзисторного каскада 1, что обеспечивает улучшение формировки отключения и 1 уменьшение динамических потерь мощности в транзисторном каскаде. При отключении транзисторного каскада 1 .полярность напряжения на обмотке дросселя 9 становится отрицательной. Напряжение отрицательной полярности поддерживается на обмотке дросселя 9 в течение паузы как в случае, когда энергия, накопленной дросселем во время рабочего хода, достаточно для того, цтобы поддержать непрерывным ток в своей обмотке, так и в случае (малые токи нагрузки вплоть до нуля), когда энергии, накопленной дросселем 9 во время рабочего хода, недостаточно, чтобы поддержать ток непрерывным в своей обмотке в течение паузы. В первом случае дроссель 9 разряжается через диод на конденсатор ЬСД-фильтра, при этом транзисторный ключ 24 зашунтирован диодом ЬСД-фильтра и в работе участия не принимает.Во втором случае ток через обмотку дросселя 9 во время паузы поддерживается за счет энергии конденсатора ЬСД-фильтра, который частично разряжается через транзисторный ключ 24, который в это время открыт эа счет положительной обратной связи от обмотки дросселя.9 через дополнительную обмотку 25 дополнительного трансформатора 5 1 О 15 20 25 30 35 удерживается в закрытом состоянии, второй дополнительный транзистор 18 в открытом состоянии и поэтому транзистор 1 закрыт, т.е. в работе схемы наступила пауза. Длительность паузы определяется временем обратного перемагничивания сердечника дополнительного трансформатора 11, которое осуществляется напряжением отрицательной полярности дросселя 9. Окончание паузы происходрт при насыщении сердечника дополнительного трансформатора 11, при этом подает до нуля, напряжение на его обмотке 15 и конденсатор первой 16 РС-цепочки обеспечивает реверс базовых токов транзисторов 17 и 18. При этом через вторую 19 и третью РС-цепочки дается начальный бросок базового тока транзистора 1 от источника питания Е, а удержание транзисторов 1, 17 и 18 в соот" ветствующем состоянии производится по цепи положйтельной обратной связи, как это описано выше.Стабилизация выходного напряжения осуществляется автоматически посредством изменения временного интервала паузы, которая зависит от тока подмагнич 14 вания обмотки 10 дополнительного трансформатора 11, задаваемого узлом 12 сравнения, выполненного, йапример, на опорном элементе, усилителе постоянного тока 1 УПТ) и делителе напряжения, при этом при уве" личении тока подмагничивания увеличивается пауза, и, следовательно, коэфсФициент заполнения уменьшается. Вре" менные интервалы выбраны так, что выходной трансформатор 5 не насыщается в интервале рабочего хода, а работает на линейном участке.Таким образом, обеспечивается стабильность выходного напряжения на выходе конвертора (в нормированных пределах) при широком диапазоне изменения тока нагрузки вплоть до холостого хода.55 При изменении полярности на обмотке дросселя 9 на отрицательную меняется также полярность напряжения на обмотке 15 дополнительного трансФорматора 11. Этим напряжением первый дополнительный транзистор 17 Регулируемый конвертор по авт.св. У 714588, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабиль ности выходного напряжения, в него введен транзисторный ключ, подключенный параллельно входу ЬСД-фильт" ра, а дополнительный трансформаторСоставитель Н,Цишевскадактор Н.Воловик Техред Т. Фанта еренц оррект 78/72 ВНИЗака Тираж 719И Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, И, Раушская наб., д, 4/ Подписн 13035 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 7 9285 снабжен дополнительной обмоткой, причем выводы этой обмотки подсоединены к управляющему переходу упомянутого транзисторного ключа. б 3 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССР И 714588, кл. Н 02 И 3/335, 1977.