Стабилизированный конвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз, СоеетскинСоциапистическинРеспублик вц 705616(22) Заявлено 05,01.78 (2) 2563903/24 с присоедине (23) Приори ем заявкиесударстеенний нанпет СССР нв делам нэобрвтвннй н вткрктнй(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЛ КОНВЕРТО снл я.Известен стабилизированный конвер-тор 2, являющийся наиболее близким к данному изобретению, который содержит задающий генератор, выполненный по полумостовой схеме и состоящий из первого и второго силового транзистора, первого трансформатора с одной первичной н двумя вторичными обмотками, подключенными соответственно через цепи управления, выполненные на первом диоде и первом резисторе, к электродам первого и второго силовых транзисторов, причем одна диагональ полумостовой схемы соединена с входными клеммами, усилитель мощности, выполненный по мостовой 1 схеме на первом, втором, третьем и четвертом силовых транзисторах, выход которого через второй трансформатор подключен к выходным клеммам, два узла форсированногоо запирания, выходы которых соответственно подключены к электродам третьего н четвертого силовых транзисторов, причем каждый из указанных узлов состоит из дополнительного транзистора, между базой и коллектором которого включен второй реИзобрет относится к электротехнисе и может использовано в цепях пи-. гания разл радиотехнической аппаратуры.Известен стабилизированный конвертор, который содержит задающий генератор, выполненный по полумостовой схеме, широтно- импульсный модулятор с выходным трансформатором. Силовые транзисторы одной половины усилителя мощности, являющейся одновременно транзисторами задающего генератора, управляются от трансформатора задающего генератора, силовые транзисторы другой половины мостовой схемы усилителя мощности управляются модулированными импульсами от выходного транс. форматора широтно-импульсного модулято-, ра, причем последний связан с трансформатором задающего генератора.При таком техническом решениинеобходим трансформатор задающего генератора повышенной мощности, а наличие модулированного напряжения с паузой на нуле в управлении силовыми транзисторами может привести к выходу последних из строя, что Д и надежность преобразоватзистор, третьего и четвертого резистора, второго диода и первого конденсатора, широтно-импульсный модулятор с третьим трансформатором на выходе, вторичные обмоткиоторого соединены с первыми входными выводами первого и второго узла форсированного запирания соответственно.Недостатком известного устройства является низкая частота преобразования(О кГц), что приводит к увеличению массыи габаритов устройства и снижению КПД,причем повышение частоты вызывает увеличение потерь мощности в момент переключения, чтоувеличивает опасность выхода изстроя силовых транзисторов, так как длительйость коммутационных процессов сравнима с длительностью полупериода выходного напряжения преобразователя. Необходимоотметить также выделение большой мощ ности на ограничительном резисторе, вклю" "чейном последовательно с первичной обмоткбй трансформатора в диагональ полумостовой схемы задающего генератора, крометого управление третьим и четвертым силовымитранзисторами усилителя мощности про-.изводится от выходноготрансформатораширотно-импульсного модулятора с применением схемы для форсированного запирания, включающей в свой состав эспомогательный"транзистор и "конденсатор, причемзаряд конденсатора производится толькопри наличии импульса найряжения соответствующей полярности в обмотке выходного трансформатора широтно-импульсного модулятора, При отсутствии указанногоимпульса и одновременно разряженном конденсаторе (например, в момент включения)вход указанных силовых транзисторов какое-то время оказывается без сигнала управления (или запирания), что может привестик восходу йзстроя третьего и четвертого силовых транзисторов усилителя мощности.Указанные недостатки снижают КПД и надежность работы конвертора,Целью изобретения является повышениеКПД и надежности работы,Поставленная цель достигается тем, чтов известный стабилизированный конвертор введен четвертый трансформатор, первичная :обмотка которого включена в другую диагональ полумостовой схемы задакйцего генератора, первая вторичная обмотка через веденый пятый резистор соединена с первичной обмоткой первого трансформатора, вторая вторичная обмотка подключена ко входу шйротио:ймйульсйогб модулятора, а третья и четвертая вторичные. обмотки этого трансформатора соединены соответственно со вторыми входными. выводами первого и второго узла форсированного запирания в каждую из цепей управленИя задающего генератора введены . третий и четвертый диоды, шестой резистор и вто рой конленсатор, причем первый вывод каждой из вторичных обмоток первого трансформатора соединен с эмиттером соответствующего силового транзистора непосредственно, второй выволс базой этого же силового транзистора через обратновключецный первый диод, а также через первый ре.зистор последовательно соединенный с цепочкой из третьего диода, шунтированного вторым конденсатором, коллектор указанного силового транзистора, соединен с его 1 Е базой через шестой резистор, а со вторымвыводом вторичной обмотки через обратно- включенный четвертый диод, последовательно соединенный с первым резистором, кроме того, в каждый узел форсированного запирания введены пятый и шестой диоды и стабилитрон, причем база соответствующего.силового транзистора соединена с олним из первых входных выводов узла форсированного запирания и с коллектором дополнительного транзистора через первый конденсатор, а с другим из указанных первых входных выводов - через прямовключенный пятый диод, эмиттер этого же силового транзистора соединен с одним из вторых входных выводов узла форсированного запирания через тре тий резистор, а также через эмиттер - базовый переход дополнительного транзистора и последовательно с ним включенный стабилитрон, а другой из указанных вторых входных выводов через прямовключенный шестой диод соединен с коллектором указан ного соответствующего силового транзистора и через второй диод, зашунтированный четвертым резистором - с базой этого же силового транзистора. Кроме того, междувыходом усилителя мощности и входом второго трансформатора включен ввеленныйтретий конденсатор. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизированного конвертора, выполненная согласно данному изобретению.Стабилизированный конвертор содержит задающий генератор 1, выполненный по полумостовой схеме на первом 2 и втором 3 силовых транзисторах и конденсаторах 4, 4 5, усилитель мощности 6, выполненный помостовой схеме на первом 2, втором 3, третьем 7 и четвертом 8 силовых транзисторах, широтно-импульсного модулятор . 9 с трансформатором 10. К базам силовых транзис.торов 2 и 3 От вторичных обмоток 11 транс.форматора 12 подключены последовательно- соединенные резистор 13 и диод 4, параллельно которым подключен диод 15, параллельно диоду 14 включен конденсатор 16.Коллектор-база транзисторов 2 и 3 соеф динены через резистор 17 и последовательцовстречно включенцые диоды 8, 14. Первичная обмотка 19 трансформатора2 соелннена со вторичной обмоткой 20 трацсформатора 21 через последовательно-включенный резистор 22, Гервичная обмотка 23 трансформатора 21 подключеца к общим точкам соединения конденсаторов 4, 5 и транзисторов 2, 3 (к диагонали полумостовой схемы задающего генератора). Вторичная обмотка 24 трансформатора 21 подключена на вход широтно-импульсного модулятора 3, а вторичные обмотки 25 этого же трансформатора 21 подключены через узлы форсированного эапирания, состоящие из диода 26, конденсатора 27, транзистора 28, резистора36 29, диода 30 и резистора 31, на входы силовых транзисторов 7, 8. Вторичные обмотки 32 выходно 1 о трансформатора 10 широт. но-импульсного модулятора 9 через диод 33 соединены с коллекторами транзисторов 7 и 8, через параллельно-соединенные резистор 34 и диод 35 к базам трансзиторов 7 и 8, через резистор 3 к эмиттерам силовых . транзисторов 7 и 8. Первичная обмотка 36 выходного трансформатора 37 подключена к общим точкам соединения транзисторов 2, 3 и 7, 8 (к диагонали мостовой схемы усилителя мощности 6) через последовательно-включенный конденсатор 38. Выход усилителя мощности через трансформатор 37 подключен к выходным клеммам 39. 2Работа преобразователя-стабилизатораоснована на преобразовании постоянного напряжения в переменное с помощью задающего генератора 1, усиления переменного напряжения усилителем мощности 6 и обрат ного преобразования переменного напряжения в постоянное. Задающий генератор 1 работает в режиме автоколебаний с частотой це менее 20 кГц.Пусть в рассматриваемый момент времени транзистор 2 открыт и насыщен, а тран- Зф зистор 3 закрыт. Первичная обмотка 23 первого трансформатора 21 задающего генератора 1 своим началом через открытый транзистЬр 2 подключена к положительной входной клемме 40, Полярность цапряже- д ний на вторичных обмотках 11 маломощного насыщающегося трансформатора 12 задающего генератора 1 такова, что транзистор 2 поддерживается в режиме насыщения, а транзистор 3 - в режиме отсечки. Приаю насыщении трансформатора 12 происходит уменьшение тока базы открытого транзистора 2. В момент окончания процесса рассасывания транзистор 2 выходит из режима насыщения и напряжение на обмотке 11 трансформатора 12 начинает уменьшаться. 6 При этом за счет действия внутренней поло. жительной обратной связи происходит переключение транзисторов 2 н 3, сопровождающееся сменой полярности напряжений на обмотках обоих трансформаторов 12 и 21. В дальнейшем процессы в схеме повторяются. Чтобы це допустить работу силовых тран зисторов 2, 3 и 7, 8 в режиме глубокого на сыгцения применены диоды 14, 18 и 33, 35, Резисторы7 применены для облсгче. ния режима включения задающего генератора 1, так как при включении питания через резисторы 17 и переход бааа -эмиттер транзисторов 2, 3, протекает очень малый ток, создающий напряжение смещения на переходах база-эмиттер транзисторов 2, 3. Указанный ток не может открыть транзисторы : 2, 3, но создает условия для начала генерации задающего генератора 1, Резисторы 13 необходимы для ограничения тока базы транзисторов 2 и 3 а диоды 15 для ускорения процесса запирания указанных транзисторов. Конденсаторы 16 ускоряют процесс переключения транзисторов 2 и З,за счет перезаряда обеспечивают непрерывный ток управления указанных транзисторов, а также уменьшают ассиметрию полуволн на выходе задающего генератора 1. Импульсы напряжения со вторичной обмотки 24 трансформатора 21 поступают на вход широтно- импульсного модулятора 9, на выходном трансформаторе 10 которого появляются модулированные по длительности импульсы напряжения, последние поступают на входы силовых транзисторов 7, 8, создавая падение напряжения на резисторах 31 такой полярности, чтодополнительный транзистор 28 закрыт. В результате происходит заряд конденсаторов 27, Одновременно на входы этих транзисторов 7, 8 пОступают импульсы напряжения с первого трансформатора 21 задающего генератора 1 через переход коллектор-эмиттер дополнительных транзисторов 28, При отсутствии импульсов напряжения на вторичных обмотках 32 трансформатора 10 падение напряжения на резисторах 31 исчезает, транзисторы 28 открываются, при этом на вход транзисторов 7 и 8 подается запирающее напряжение. Резисторы 29 создают напряжение смещения на входе транзисторов 28 для увеличения скорости переключения транзисторов 28. Диоды 30 необходимы для стабилизации тока через переход коллектор-эмиттер транзисторов 28. Резисторы 34 пропускают импульсы напряжения запирания, возникающие во вторичных обмотках 32 трансформатора 10. Конденсатор 38, включенный последовательно с первичной обмоткой 36 выходного трансформатора 37 преобразователя-стабилизатора, не. обходимым для уменьшения ассиметриц полуволц переменного напряжения и соответствеццо уменьшения тока надмагцичцвания трансформатора 37,Формула изобретения1, Стабилизированный конвертор, содеркащий задающий генератор, выполцеццыц по полумостовои схеме и состоящий из первого и второго силового транзистора, первого трансформатора с одной первичной и дву- первый резистор, последовательно сосдиненмя вторичными обмотками, подключенными ный с цепочкой иэ третьего диода, эашунти.аемтвеьчп -оптарпа д. цщпйолненнйе на первом диоде ипервом резис-укаэанного силового транзистора соединен" торе, к электродам первого и второго сила- с его базой через шестой резистор, а со вто-"вых транзисторов, причем одна диагональрым выводом вторичной обмотки через обратполумостовой схемй соединена с входными новключенный четвертый диод, последоваклеммами, усилительмощности, выполнен- тельно соединенный с первым резистором, ний по мостовой схеме на первом, втором, кроме того, в каждый узел форсированного третьем- и четвертом силовых транзисторах, запирания введены пятый и шестой диоды выход которого через второй трансформатор и стабилитрон, причем база соответствующе- "подключенк выходным клеммам, два узла 19 го силового транзистора соединена с одним форсйрованногб запирания, выходы кото- из первых входных выводов узла форсирорцхсоответственно подключены к электро-ванного эапйрания и с коллектором допол.-дам"третьего и четвертого силовых транзис-нительного транзистора через первый конденторов, причем каждый из указанных" уМов сатор, а с другим иэ указанных первых вход "Состойт"из дбпблнйтеМьнОго транзистора, 2 ных выводов - через прямовключеннцй пя. между базой и коллектором которого вклю-тый диод, эмиттер этого же силового тран.чен второй резистор, третьего ичетвертого зистора соединен с одним из вторых входных "-" резистора, второго диода и первого конден- . выводов узла форсированного эапирания чесатора, широтно-импульсный модулятор с реэ третий резистор, а также через эмиттертретьим трансформатором на выходе, вто- базовый переход дополнительного транзисричные обмотки которого соединены с пер- тора и последовательно с ним включенныи2 Фивыми входными выводами первого и второго стабилитрон, а другой иэ указанных вторых узла форсированного запирания соответст-. входных вь 1 водов через прямовключенный венно, отличающийся тем, что, с целью по- шестой диод соединен с коллектором указанвыщения КПД и надежности,-в йего-Введен ного соответствующего силового транэисточетвертый трансформатор, первичная обмот з ра и через второй диод; зашунтированнцй ка которого включена в другую диагональ четвертым резистором - с базой этого же полумостовой схемы "задающегет генератора,силового транзистора.первая вторичная обмотка через введенный 2. Стабилизированный конвертор по п. 1, пятый резисторсоединена с первичной обмот- отличающийся тем, что между выходом усикой первого трансфорМатора, вторая вторич- лителя мощности и входом второго трансЗЭаю оная обмотка подключена ко входу широт- форматора включен введенныи третин конно-импульсного модулятора, а третья и чет- денсатор.вертая вторичные обмотки этого трансформа;Источники информации,"тора "соединены соответственно со вторымипринятйе во внимание при экспертизе входными выводами первого и второго узла 1. Авторское свидетельство СССРфбфсированногозапирания, в каждую из пе-, 3473994, кл. б 05 Г 1/64, 1975.пей управления задающего генератора вве. Марченко Н, Б Кривешко Е, А. Недены третий и четвертый диоды, шестой ре-которые схемотехнические особенности постзистор и второй конденсатор, причем первый роения преобразователей с бестрансформавцвод каждойиз вторичных обмоток перво- . торным подключением к сети переменного го трансформатора соединен с эмиттером тока. Общество Знание РСФСР, Московссоответствующего силового транзистора не- кий Дом научно-технической пропаганды йосредственно, а второй вывод - с базой имени ф. Э, Дзержинского, материалы сеэтого же силового транзистора через обрат- минара Устройство вторичных источников но включенный первый диод, а также через электропитания РЭА, М., 1976, с. 63.Соста Техре Тара И Государств делаи нзобре осква, Ж - 3Патент, г. О. Волков49/00ЦНИИПпо133035, МФнлнвл П ПП Редакто акаэ 80 вктель С. ЧдК куфрк 887енного коитеннй н5, РаушскаУжгород, тор М, Вягтсвое я,ернцшеванч КорреПодпннтета СССРоткрытийянабд.4ул Проектпа