Стабилизированный преобразователь

Союз Советских Социапистическик РеспубликОп ИСАЙ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п 11832673 К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЗЬСТВУ(22) Заявлено 190678 (21) 2631627/24-07 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 230581 Ю,ИКонев, С.С. Букреев и А.ф.кадацкнйд,;,1 с,.с. к. Иосконский ордена Ленина авиаионнрй-кистнуедук "2им. Серго ОрджоникидзеБ.".:,:(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания .узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи.Известен стабилизированный преобразователь, содержащий силовые переключающие транзисторы, выполняющие функции инвертирования напряжения и широтно-импульсной модуляции, силовой трансформатор, нагрузкой которого является выпрямитель и задающий генератор, управляющий силовыми переключающими транзисторами 11.Однако этот преобразователь критичен к любым видам несимметрии режима и параметров элементов схемы эа два полупериода коммутации, что приводит к одностороннему насыщению сердечника силового трансформатора, уменьшению КПД, уменьшению коэффициента использования силовых транзисторов. Критичность стабилизированного преобразователя к любым видам несимметрии накладывает ограничения на технологию производства используемых элементов. Например, при изготовлении силового трансформатора необходимо первичные обмотки наматывать, двойным проводом одновременно, что затрядняет автоматизации технологических процессов.Наиболее близким к изобретению является стабилизированный преобразователь, содержащий задающий генератор с трансформаторным выходом, квторичным обмоткам которого подключены широтно-импульсный модулятор с генератором пилообразного напряженияс согласующим и управляющим транзисторами,. выходной усилитель мощностис переключающими транзисторами и силовым трансформатором и датчик токав цейи первичной обмотки 21, 1%Недостаток известного преобразователя заключается в том, что он непозволяет полностью устранить потериот насыщения силового трансформато ра, так как после получения командына запирание силовой транзистор остается открытым в течение времени рассасывания неосновных носителей в цепи базы.Кроме того, в каждый полупериодмощности, кбммутируемые силовымитранзисторами, силовыми выпрямительнымИ диодами и т.д., получаютсяразличными, что приводит к недогрузке ЗО одних и перегрузке других элементовсхемы и увеличению их установленной мощностиЦель изобретения - увеличение КПД, повышение надежности, уменьшение объема и массы, обеспечение некритичности к технологическим, температурным разбросам элементов схемы.Цель достигается тем, что стабилизированный преобразователь, содержащий задающий генератор с трансформаторным выходом, к вторичным обмоткам которого подключены широтно-импульсный модулятор генератором пилообразного напряжения, согласующими и управляющими транзисторами, выходной усилитель. мощности с перектпочающими транзисторами и силовым трансформатором, вторичная обмотка которого соединена с выводами для.подключения нагрузки, и датчик тока в цепи первичной обмотки, снабжен усилителями ошибок,тока. и мощности, синхронизирующими обмот О ками трансформатора задающего генератора, при этом первичные полуобмотки силового трансформатора подключены к плюсовой шине источника питания через реэистивные датчики тока, к об щей точке соединения каждой первичной полуобмотки силового трансформатора и каждого резистйвного датчика тока подключены через резисторы инвертирующий вход одного и неинвертирую-О щий вход другого усилителей ошибок тока, выходы которых через токоза-. дающие потенциометры подключены к общей точке диодов двух диодов, катоды которых с:единены с коллекторами переключающих транзисторов, при этом средний вывод каждого токозадающего потенциоме=ра через резистор подключен .; одному нз входов каждого усилителя ошибки мощности, дру- гие входы которых подключены через 4 О резисторы к срецней точке потенциометр;. зу дающего напряжения, а выход кажцого усилителя ошибки мощности через резистор подключен. к базам согласующих транзисторов, выводы кол- д 5 лекторов и змиттеров которых подключены ".араллельно друг другу и через .общий резистор к базе управляющего транзисторар параллельно база-эмиттерным переходам согласующих транзисторов подкп.чены через диоды синхронизирующие обмотки трансформатора задающего генератора, при этом генератор пилообразного напряжения через последовательно соединенные конденсатор и резистор подключен к кажцой базе согласующих транзисторов.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит задающий гене О ратор 1 с трансформатором 2, на котором расположены управляющие обмотки 3 и 4, обмотки 5 генератора пилообразного напряжения, синхронизирующие обмотки б и 7, обмотки 8 и 9 диоды 65 10-17, силовые переключающие транзис-.торы 18 и 19, управляющий транзистор20, выпрямители 21 и 22, усилители 23 и 24 ошибок тока, усилители 25 и 26 ошибки мощности, согласующиетранзисторы 27 и 28, резистивные датчики 29 и 30 тока, токоэадающие потенциометры 31 и 32, напряжениезадающий потенциометр 33, стабилитрон 34, силовой трансформатор 35 с несколькими нагрузками 36 и первичными полуобмотками 37 и,38, резисторы 39-60 и конденсаторы 61-67.Задажций генератор 1 через трансформатор 2 подключен к усилителю мощности. Одни выводы управляющих обмоток 3 и 4 подключены к базам силовых переключающих транзисторов 18 и 19, а другие через диоды 10 и 13 к минусовой шине источника питания, Генератор пилообразного напряжения,содержащий обмотку 5, конденсатор 62, выпрямитель 21 и резисторы 42 и 43, подключен средней точкой резистивного делителя 42 и 43 к плюсовой шинеисточника питания, а выходом через поспоследовательно соединенные конденсатор бб и резистор .59 к базе согласующего транзистора 27 и через последовательно соединенные конденсатор 67 и резистор 60 к базе согласующего транзистора 28.Синхронизирующие обмотки б и 7, имеющие общую точку соединения с плю. совой шиной источнчка питания, подключены через диоды 14 и 1.5 к базам согласующих транзисторов 28 и 27, соответственно. Параллельно соединенные выводы коллекторов и эмиттеров транзисторов 27 и 28 подключены через резистор 45 к базе управляющего транзистора 20, коллектор которого подключен к минусовой шине источника питания, а эмиттер через параллельно соединенные резистор 39 и конденсатор 61 подключен к общей. точке соединения диодов 11 и 12. Первичные нолуобмотки 37 и 38 силового трансформатора 35 подключены одними выводами через резистивные датчики 29 и 30 тока к плюсовой шине источника питания, а другими выводами к общей точке соединения коллекторов силавых переключанхцих транзисторов 18 и 19 и катодов диодов 16 и 17, аноды которых имеют общую точку соединения с конденсатором 65 и образуют минусовую шину источника обратного напряжения.К минусовой шине источника обратного напряжения подключены токоэадающие потенциометры 31 и 32, на другие отводи которых подаются выходные сигналы с усилителей 23 и 24 ошибок тока. Со среднего вывода каждого потенциометра 31 и 32 сигналы, пропорциональные мощности коммутации в каждый полупериод, подаются через резисторы 48 и 50 на входы0 и параметров эламентов схемы). Приэтом на выходах усилителей 23 и 24отклонения тока устанавливаются потенциалы, равные потенциалу плюсовойшины питающего напряжения, так каксредний величины токов в каждые полупериоды коммутации через резистивныедатчики тока 29 и 30 равны. 5Выходные напряжения усилителей 25 ми с генератора пилообразного напряжения через последовательно соединенные конденсатор 66, резистор 59, конденсатор 67 и резистор 60, обеспечивают через сглаживающие транзисторы27 и 28 и управляющий транзистор 20управление силовыми коммутирующийитранзисторами с таким коэффициентом 40 такии образом, чт ликвидиругот откло усилителей 25 и 26 ошибки мощности,соответственно, на вторые входы которых через резисторы 49 и 50 поступает управляющее напряжение с наврякениезадаищего потенциометра 33,Выходные сигналы усилителей 25 и 26ошибки мощности через резисторы 46и 47 подаются на базы согласующихтрацэисторов 27 и 28, куда подаютсятакже пилообразные напряжения счастотой, в два раза большей частоты задающего генератора 1. Стабилизированный преобразователь,работает следующим образом.В установившемСя режигле силовыепереключающие транзисторы 18 и 19 работают с равными коэффициентами заполнения (при симметричности режимов и 26 ошибки мощности, суммируясь с пилообразными напрякенйями, поступающизаполнения, что напряжение источникаобратной связи соответствует управляющему напрякениго, поступающему со среднего вывода йапряжениезадающего потенциометра 33 через резисторы 49 и 51 на один иэ входов усилителей 25 и 26 ошибки мощности.При отклонении средних токов в каждый полупериод коммутации силовыми переключающими транзисторами .18 и 19 изменяются выходные напряжения усилителей 23 и 24 ошибки тока (у одного из них увеличивается, у другого уменьшается потенциал относитель"но плюсовой шины питающего напряжения) . Выходные сигналы этих усилителей ошибки тока через токоэадающиепотенциометры подаются на входы усилителей 25 и 26 ошибки мощности, которые, усиливая поступившие сигналы,обеспечивают через согласующие транзисторы 27 и 28 и через управляющийтранзистор 20 - изменение коэффициентов заполнения импульсов силовыхпереключающих транзисторов 18 и 19 кения средних токов в каждый полу- период коммутации.Потенциометрами 31 и 32 можно устанавливать как одинаковые токи коммутации в полупериодах, так и (при 50 55 необходимости) любые заданные уровни токов.При выравнивании средних токов в каждый полупериод коммутации заданных уровней сигналы на входах усилителей 23 и 24 ошибки тока стремятся к нулю (за период коммутации), сводя к нулю и их воздействия на режим работы силовых переключающих транзисторов.Синхронизирующие обмотки б и 7 че,- ,рез диоды 14 и 15 осуществляют поочередное закрывание согласующих транзисторов 27 и 28 от полупериода к полу периоду, что обеспечивает прохождение управляющих сигналов с резистивных датчиков тока 29 и 30 синфазно с упрааляющими напряжениями обмоток 3 и 4, поступающими на силовые коммутирующие транзисторы 18 и 19.Регулировка (установка) входногонапряжения на нагрузках 36 осуществляется потенциоглетром 33.Любые обмотки силового трансформатора 35, в тогл числе и первичные (37 и 38), в общем случае могут быть неодинаковыми., что приводит к разным коэффициентам заполнения импульсовпри работе силовых переключающих транзисторов 18 и 19. При этом мощности, коммутируемые транзисторами 18 и 19, и перемагничивание силового трансформатора в каждый полупериод остаются равными.Использование изобретения обеспечивает:а) увеличение КПД, надежности, эффективности радиоэлектронных устройств, в которых применяются стабилизированные преобразователи, так как уст" ранение одностороннего насыщения сердечника силового трансформатора ликвидирует выделение больших мгновенныхмощностей при переключении высокочастотных транзисторов, уменьшает вероятность возникновения вторичного пробоя;б) автоматическое обеспечение равенства коммутируемых мощностей в полупериодах позволяет уменьшить объем и глассу устройства за счет снижения перегрузок одних и недогрузок других элементов схемы;в)автоматическое обеспечение равенства коммутируемых мощностей в полупериодах независимо от температурных, технологических раэбросов характеристик элементов схемы позволяет уменыггить требования к изготовлению элементов, повысить их технологичность, упростить конструкцию и облегчить автоматизацию производства.Формула изобретенияСтабилиз ирован ный преобразов атель, содержащий задающий генератор с трансформаторным выходом, к вторичным обмоткам которого подключены широтноимпульсный модулятор с генераторомпилообразного напряжения, сОгласующими и управляющими транзисторами,выходной усилитель мощности с,переключающими транзисторами и силовымтрансформатором, вторичная обмоткакоторого соединена с выводами дляподключения нагрузки, и датчик токав цепи первичной обмотки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения КПД, повышения надежностиуменьшения объема и массы, обеспечеаия некритичности к раэбросам параметров элементов устройства,.введены усилители ошибки тока и мощности,синхрониэируюцие обмотки трансформатора задающего генератора, при этом 1первичные полуобмотки силового трансформатора цодключены к плюсовой шине источника питания через резистивные датчики. тока, к общей точке соединения каждойпервичной полуобмотки 2 Осилового трансформатора и каждого ре,эистивногодатчика тока подключенычерез резисторы инвертирующий входодного и неннвертирующий вход другогоусилителей ошибок тока, выходы кото.рых через токозадающие потенциометрыподключены к общей точке анодов двухдиодов,-катоды которык соединены с колколлекторами переключающих транзисторов, при этом средний вывод каждого токозадающего потенциометра через ре эистор подключен к одному из входов каждого усилителя ошибки мощности, другие входы которых подключены через резисторы к средней точке потенциометра задающего напряжение, а выход каждого усилителя ошибки мощности через резистор подключен к базам согласующих транзисторов, выводы коллекторов и эмиттеров которых подключены параллельно друг другу и через общий резистор к базе. управляющего транзистора, параллельно база-эмиттерным переходам согласующих транзисторов подключены через диоды синхронизирунщие обмотки трансформатора задающего генератора, при этом генератор пилообразного напряжения через последовательно соединенные конденсатор и резистор подключен к каждой базе согласующих транзисторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 251021, кл. Н 02 М 3/335. 2. Авторское свидетельство СССР В 491941, кл, С 05 Г 1/64.Заказ. 3668/69 Тираж 730 . Подцисно внк НПП "Пате 832673 г. Ужгорщ, ул. Проектная,4