Стабилизированный конвертор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 758425 Ъ(28) Приоритет по делам изабретений и открытийДата опубликования описания 23.08.80(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания различных радиотехнических систем.Известны стабилизированные конверторы, которые имеют низкис КПД и надежность, сложную схему управления 1, 2, 3Из известных технических решений наиболее близким по своей технической сущности является устройство, содержащее инвертор на силовых транзисторах с выходным трансформа 1 О тором, схему форсированного запирания каждого транзистора, выполненную на транзисторе, коллекторно.эмиттсрный переход которых через источник запирающего напряжения под.т 5 ключен к управляющим переходам силовых транзисторов, задающий генератор с трансформаторным выходом, узел широтно-импульсного регулирования с управляющим трансформато ром, выходной выпрямитель с фильтром 4.Однако устройство также имеет низкие КПД и надежность, сложную схему управления.Целью изобретения является упрощение . устройства повышение КПД и надежности. Это достигается тем, что в стабилизирован- ном конверторе, содержащем инвсртор на силовых транзисторах, управляющий переход каждого из которых подключен к силовому переходу отключающего транзистора через конденсатор источника запирающего напряжения. подключенного в его коллскторцую цепь, и вы. ходном трансформаторе, соединенном с выходным выпрямителем с фильтром, который через усилитель обратной связи связан с широтно-импульсиым модулятором с управляющим трансформатором, и задающий генератор с трансформаторным выходом, источник запирающего напряжения выполнен на мостовом диодном выпрямителе, диагональ переменного тока которого подключена к крайним отводам выходной обмотки трансформатора задающего генератора, а диагональ постоянного тока подсоединсна через резистор коллекторной нагрузки к силовому переходу вновь введенного включающего транзистора, коллектор, которого соединен с базой отключающего транзистора, и коллекторно-базовый переход последнего подключен к указанному регкстору3 758425 коллекторной нагрузки, а база-эмиттерный пе реход зашунтирован включенными последовагельно резистором и диодом, причем средняя точка выходной обмотки трансформатора задающего генератора соединена с точкой соединения управляющего перехода силового транзистора и конденсатора источника запирающего напряжения и через дополнительный включающий конденсатор - с эмиттером вклю. чающего транзистора, управляющий переход, 10 которого через резистивный делитель связан с выходной обмоткой управляющего трансфор. матора широтно-импульсного модулятора, при этом к включающему конденсатору подключен дополнительный выпрямитель, связанный 15 с обмоткой выходного трансформатора, а эмит. тер включающего транзистора соединен с соответствующим выводом мостового выпрямите. ля через дополнительный резистор,На фиг. 1 приведена функциональная схема 20 стабилизированного конвертора; на фиг. 2 - вариант ее исполнения на мостовом усилителе мощности инвертора. Коллекторы включающих транзисторов 21,22 соединены соответственно с базами отключающих транзисторов 6, 7, управляющие пере.ходы последних подключены параллельно ре.зисторам 23, 24 коллекторной нагрузки включающих транзисторов,Устройство работает следующим образом.Силовые коммутирующие транзисторы 1, 2управляются с помощью включающих 21, 22и отключающих 6, 7 транзисторов путем подключения напряжения, снимаемого с конденсаторов 5, 28, к управляющим переходам силовых транзисторов. Заряд отключающего 5 ивключающего 28 конденсаторов осуществляется от мостового выпрямителя 25, а в процессе работы заряд конденсатора 28 осуществляется от выпрямителя на диодах 29, 30. Управ 25 ление включающими транзисторами 21, 22осуществляется от обмотки 18 широтно-импульсного модулятора 17.Управление отключающими транзисторами6, 7 производится от последовательно включенных резисторов и диода (8, 10 или 9, 11)30на отключение и резисторов 23, 24 на ключение.Резисторы 3, 4 являются нагрузкой отклю.чающих транзисторов 6, 7 и с них снимается35 запирающее напряжение силовых транзисторов1, 2.Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом.При увеличении выходного напряженияусилитель обратной связи 16 управляет широт.40но-импульсным модулятором 17 таким образом, что длительность импульса унравляюшегонапряжения на обмотке 18 уменьшается. Приэтом время включенного состояния одного извключающих транзисторов 21 или 22 умень 45шается и соответственно уменьшается времявключенного состояния коммутирующих тран.зисторов 1 или 2. Таким образом, за счетдействия усилителя обратной связи 16 и широт.но.имнульсного модулятора 17 выходное50напряжение стабилизированного преобразовате.ля поддерживается постоянным,На время включенного состояния включающих транзисторов 21 или 22 отключающиетранзисторы 6 или,7 находятся в закрытом55состоянии за счет гздения напряжения на це.почке резисторов 8, 9 с диодами 10, 11,При выключении включающих транзисторов 21или 22 происходит включение запирающих Конвертор содержит инвертор, выполненныйчна силовых транзисторах 1, 2, управляющиипереход каждого из которых зашунтирован резисторами 3, 4 и подключен через конденсатор 5 источника запирающего напряжения ксиловому переходу одного из отключающихтранзисторов 6, 7, база.коллекторный переходкоторых зашунтирован цепочкой из последовательно соединенных резистора 8, 9 и диода10, 11, выходном трансформаторе 12 с выходной обмоткой 13, связанной с выходнымвыпрямителем на диодах 14, 15 и через усилитель обратной связи 16 с широтно-импульсныммодулятором 17 с выходной обмоткой 18 управляющего трансформатора, подключенной черезрезистивный делитель 19, 20 к управляющимпереходвм включающих транзисторов 21, 22,силовые переходы которых подключены черо;резисторы коллекторных нагрузок 23, 24 кдиагонали постоянного тока мостового диодно.го выпрямителя 25. Диагональ переменноготока соединена с крайними отводами выходной обмотки 26 трансформатора задающегогенератора 27, средняя точка которой соединена с точкой соединения управляющего переходасилового транзистора и конденсатора источниказапирающего напряжения и через включающийконденсатор 28 с эмиттером включающеготранзистора,Дополнительный выпрямитель на диодах 29,30 подключен по входу к обмотке 31 выход.ного трансформатора, а по выходу к обкладкам включающего конденсатора, при этоммостовой выпрямитель связан с эмиттерамивключающих транзисторов через резистор 32. Схемы управления 33-36 подключены соответственно к каждому управляющему переходу силовых транзисторов 37, 38, 1, 2 мостового усилителя мощности. Схема управления раскрыта только для одного транзистора, другие схемы аналогичны, 5 7584транзисторов 6 или 7 напряжением, снимаемымс резисторов 23, 24. Диоды 10, 11 служатдля разделения входных токов на отключающихтранзисторах 6 и 7.Коммутирующие транзисторы 1 и 2 работают 5поочередно в такт с управляющими импульса.ми обмотки 18 широтно-импульсного модулятора 17,Первый запуск преобразователя осуществля."тся источником напряжения на конденсаторе 1028 от задающего генератора через ограничительный резистор 32, после выхода на режимработы конденсатор 28 получает питание отстабилизированного напряжения обмотки 31.При этом мощность от задающего генератора 1527 потребляется только на запирание комму.тирующих транзисторов 1 и 2, которая составляет малую величину.Прн коротком замыкании на выходе напря.жение на выходе Дополнительного выпрямителя 20на диодах 29, 30 становится равным нулю,резистор 32 ограничивает ток базы силовыхтранзисторов до необходимой для надежнойработы величины и транзисторы по току невходят в аварийный режим работы. 25Изобретение позволяет резко упростить схемууправления конвертором, поднять КПД устрой.ства за счет малой мощности, рассеиваемойв цепи управления, и повысить надежность работы, ЭО пирающего напряжения выполнен на мостовом диодном выпрямителе, диагональ переменного тока которого подключена к крайним отводам выходной обмотки трансформатора задающего генератора, а диагональ постоянного тока подсое. динена через резистор коллекторной нагрузки к силовому переходу вновь введенного вклю. чающего транзистора, коллектор которого соединен с базой отключающего транзистора, и коллекторно-базовый переход последнего подключен к упомянутому резистору коллекторной нагрузки, а база-эмиттерный переход зашунтирован включенными последовательно вновь введенными резистором и диодом, при. чем средняя точка выходной обмотки трансфор. матора задающего генератора соединена с точ-. кой соединения уцравляющего перехода силового транзистора и конденсатора источника запирающего напряжения и через дополнительный включающий конденсатор - с эмиттером включающего транзистора, управляющий переход которого связан с управляющей обмоткой трансформатора широтно. импульсного модуля. тора2. Конвертор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения мощности управления, в него введен дополнительный выпрямитель, связанный с обмоткой выход. ного трансформатора и подключенный к об- кладкам включающего конденсатора.Формула изобретения 1. Стабилизированный конвертор, содержащий З 5 инвертор на силовых транзисторах, управляющий переход каждого из которых. подключен к силовому переходу отключающего транзисто. ра через конденсатор источника запирающего напряжения, подключенного в его коллектор-,щ ную цепь, и выходном трансформаторе, соединенном с выходным выпрямителем с фильтром, который через усилитель об 1 ьатной связи связан с широтно-импульсным модулятором с управляющим трансформатором, и задающий генера. тор с трансформаторным выходом, о т л и.ч а ю Ш и й с я тем, что, с целью упрощения, повышения КПД и надежности, источник за. 3. Конвертор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью защиты от короткого замыкания в нагрузке, соответствующий вывод мостового выпрямителя к эмнттеру включающего транзистора через дополнительный резистор,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 562642,кл. Н 02 М 7/537, 1974.2. Патент США У 3863131, кл. 321 - 2, 1975.3. "Е 1 естгопс 085109. Арг 11, 1975, с. 116.4. Сб. Устройства вторичных источниковэлектропитания. Материалы семинара общества758425 Смирнов едакто э 5649/47 ПодписноеСССР д. 4/ ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Составитель И. НикитинТехредЖ, Кастелевич Тираж 783ИПИ Государственного комитет о делам изобретений и открыти 5, Москва, Ж - 35, Раушская наб Корректор А, Гринснк