Преобразователь напряжения

(23) Приоритет ао делам иэобретеиий и открытий Опубликовано 23.05.82. Бюллетень %19Дата опубликования описания 23,05.82(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯПреобразователь напряжения предназначен для использования в устройствах автоматики н вычислительной техники в качестве вторичного источника стабилизированного напряжения постоянного . тока, гапьваннческн развязанного с первичным,Известны преобразователи напряжения, в которых гальваннческая развязка первичного н вторичного стабилизированного источников осуществлена с помощью маг. нитно-транзисторного генератора, например в устройстве, в кптором кроме того для стабилнэацнн выходного напряжения в качестве обратной. связи использован магннторезистор, включенный в базовые цепи транзисторов генератора, н помещенный в зазор постоянного мат нита с обмоткой, включенной последовательно с нагрузкой 11 .Известен также преобразователь напряжения, выполненный на магнитно-транзисторном генераторе, однако стабилизация выходного напряжения осушествляется с помощью магннтоднодов, являющихся одновременно выходными выпрямительными, Диоды помешены в зазор постоянного магнита с обмоткой, включеннойпоследовательно с нагрузкой 23 .Однако такие преобразователи имеютатель о нй ПД, по ь у нхуправление осуществляется по базамсиловых транзисторов - в первом случае,силовыми диодами, - во втором.1 ОНаиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения, который содержитмагнитно-транзисторный генератор с снловым н переключающим транзисторамии трансформатор с силовой, переключающей н двумя выходными обмотками,Первая выходная обмотка соединена последовательно с диодом н регулирующимтранзистором, а вторая - через выпря. 1.мнтельный и коммутируюшяи диоды исглажнваюший фильтр - с нелинейныммостом, со стабнлнтроном в одном нз3 9305соединенным с регулирующим транзистором.Принцип стабилизация выходного напряжения состоят в том, что его изме"нение усиливается ранзистором в диагорнали нелинейного моста. и определяетсостояние регулирующего транзистора,При этом магнитно-транзисторный генератор в первом такте работы отдает за: ряд энергии в нагрузку, а во втором , 1 Опроисходит его переключение в исходноесостояние, Время переключения, определяемое регулирующим транзистором(иди величиной выходного напряжения),и определяет стабилизацию выходного Инапряжения 13Однако известный преобразовательимеет низкий КПД, так как в такте переключения в исходное состояние магнитно-транзисторный генератор нагружен на 2 ярегулирующий транзистор,Таким образом, известный преобразователь напряжения, реализует аналоговый способ стабилизации выходного напряжения являющийся малоэкономичным. 25Регулирующий транзистор может работатьв двух предельных режимах; отсечки инасыщения, нов основном он работаетв активном режиме. Рассеивание мощности на регулирующем транзисторе (осо- Зрбенно в активном режиме) значятельноухудшает его КПД.Цель изобретения - повышение КПЙпреобразователя напряжения,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь напряжения, содержащий магнитно-транзисторный генератор,выполненный на силовом и переключающем транзисторах, присоединенных к трансформатору с силовой, переключающей идвумя выходными обмотками, первая иэкоторых соединена последовательно с диодом, а вторая через выпрямитедьный якоммутярующий диоды и сглаживающийфильтр поаключена к нелинейному мосту,плечи которого содержат резисторы и стабилитрон, а диагональ моста яодсоединенак управляющему переходу измерительноготранзистора, выходная цепь которого связайа с регулирующим транзистором, введены стабилитрон и управляющий трансформатор, первичная обмотка которогосвязана с первой выходной обмоткой тран сформатора через силовую цепь измерительного транзистора, а вторичная обмотка подключена к входу регулирующеготранзистора; коллектор которого соединен с одним иэ .концов переключающей. обмотки трансформатора, подключенным че 27 4рез стабидитрон к коллектору переключающего транзистора,Кроме того, в нелинейном мосте пдечо, противоположное стабидитрону, выполнено также на стабилитрЬне, катод которого соединен со средней точкой переменного резистора смежного плеча.На фиг, 1 показана схема преобразователя напряжения; на фиг. 2 - зависи-мость изменения напряжения в диагонали моста от изменения выходного напряжения,Преобразователь напряжения (фиг. 1)содержит магнитно-транзясторный генератор 1 с силовым 2 и переключающим 3транзисторами и трансформатор 4 с силовой 5, переключающей 6 и двумя вы 1 ходными 7 и 8 обмотками, Между переключающей обмоткой 6 и коллекторомпереключающего транзистора 3 включенстабилитрон 9, Обмотка 7 соединенапоследовательно с диодом,10. Обмотка8 через выпрямитльный 11 и коммутирующий 12 диоды я сглажявающий фильтр13 и 14 подключена к нелинейному мосту 15 со стабидитронами 16 и 17, постоянным 18 и переменным 19 резисторами в плечах, и измерительным транзистором 20 в диагонали, При этом катод стабилитрона 16 соединен со средней точкой переменного резистора 19.Транзистор 20 эмяттером подключен кобшей точке стабилитрона 16 и резистора18, а базой - к общей точке стабядиърона 17 и переменного резистора 19.Коллектор транзистора 20 соединенчерез первичную обмотку 21 управляющего трансформатора 22, с диодом 10, .вторичная обмотка 23 подключена к входу регулирующего транзистора 24, коллектор которого соединен с переключающейобмоткой 6. Устройство работает следующим образом,При включении питания магнитно-резисторный генератор 1 начинает работать в автоколебательном режиме, Приэтом, когда силовой транзистор 2 открыт, через силовую обмотку 5 трансформатора 4 протекает ток и выходнаяобмотка 8 генерирует ток в нагрузку,При открытом состоянии переключающеготранзистора Э иля регулирующего транзистора 24 ток в нагрузке поддерживается индуктивностью 13 и емкостью 14через коммутирующий дяой 12, а сердечник трансформатора 4 переключается висходное магнитное состояние. При этом,огда открыт переключающий транзистор3, трансформатор 4 переключается в исходное состояние дольше, чем при открытом состоянии транзистора 24, таккак последовательно с переключающейобмоткой 6 включен стабилитрон 9 и кобмотке 6 прикладывается напряжениепитания 0 эа вычетом падения напря 8жения на стабилитроне 9 и транэйсторе 3.Таким образом, средняя мощность,отдаваемая в нагрузку, будет пропорциональная скважности, которая определяется временем переключения трансформатора 3 или транзистора 24.Нелинейный мост 15 реагирует нв изменение выходного напряжения Ощ ивключает (когда 084 ОЕЬм.ном) иливыключает (когда 08 ьщ" 8 ых. ном ) .транзистор 24 с помощью управляющеготрансформатора 22, Нелинейный мост 15отрегулирован таким образом, что когдаОеыхСОЕых Ном(фиг. 2), транзистор20 в его диагонали открыт, поэтому втакте переключения трансформатора 4,ЭЙС, наводимая в обмотке 7, создаетток в обмотке 22 управляющего трансформатора 22, приводит к открыванию.транзистора 24, т.е. к уменьшениюскважности или к увеличению среднеймощности в нагрузке, При "вьвпеых мом.транзистор 20 закрыт (фиг. 2), и переключение трансформатора 4 происходит по цепи транзистора 3, что увеличивает скввжность, т,е. уменьшает среднюю мощность в нагрузке,Нелинейный мост 15 со стабилитронами 16 и 17 постоянным 18 и переменным 19 резисторами и транзистором 220 в диагонали обеспечивает ключевой режим работы транзистора 20, а следовательно, релейный принцип работы преобразователя напряжения. Высокаа чувствительность моста обеспечивается двумя стабилитронами 16 и 17 в противопложных его плечах. 6Таким образом, изобретение позволяет повысить КПИ преобразователя напряжения,ф ормула из обре тения5 1. Преобразователь напряжения, сдержащий магнитно-транзисторный генератор, выполненный на силовом и переключающем транзисторах, присоединенных ктрансформатору с силовой, переключающей и двумя выходными обмотками, первая иэ которых соединена последовательно с диодом, а вторая через выпрямительный и коммутирующий диоды и сглаживающий фильтр подключена к нелинейному15 мосту, плечи которого содержат резисторы и ствбилитрон, а диагональ моста подсоединена к управляющему переходу измерительного транзистора, выходная цепькоторого связана с регулирующим тран 20 зистором, о т л и ч в ю щ и й с я тем,что, с целью повышения КПД, в неговведены стабилитрон и управляющий трансформатор, первичная обмотка которогосвязана с первой выходной обмоткой25 трансформатора через силовую цепь измерительного транзистора, а вторичнаяобмотка подключена к входу регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с одним из концов переключающей30 обмотки трансформатора, подключеннымчерез стабилитрон к коллектору переключающего транзистора.2, Преобразователь напряжения поп,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,в нелинейном мосте плечо, противополож 35ное стабилитрону, выполненное также настабилнтроне, катод которого соединенсо средней точкой переменного резистора смежного плеча,Источники информации,40принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 459831, кл, Н 02 М 3/04, 1973,2. Авторское свидетельство СССР930527 иВихЛ Составитель. Т,. Ершоватор А, Шандор Техред Ж.Кастепевич Кор Ю. Макарен Подп ного комитета ийи открытийРаушская наб исное ССС д. 4/ филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 3490/76 ВНИИПИ по дел 113035, М