Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

и 1904148 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изобретений н открытий(72),Авторы . изобретения А.С. Баскин и В.Г. Шалимов71) Заявитель цно-исследовательский институт упра вычислительных машинсится к преобра и может быть ике вторичных ис транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттерами, а коллектор черездиоды - с коллекторами управляющихтранзисторов.Отпирание силового транзистора 5 преобразователя обеспечивается запи"ранием управляющего транзистора, вколлекторной цепи которого включена обмотка управления соответствующего трансформатора тока. Для запирания управляющего транзистора на егбазу с управляющего узла подаетсянулевой уровень, Для запирания силовбго транзистора в базу соответствующего управляющего транзистора сузла управления подается импульс то"ка Ц.Если в процессе работы преобразователя пробьется ключевой элементна одном из выходов управляющего узо ла, то связанный с этим выходом управляющий транзистор лишается управления по базе и оказывается в запертом состоянии, а соответствующий с о и еИзобретение отнозовательной техникеменено при разработточников питания.По основному авт, св, Р 595836 известен преобразователь, содержа подключенный к выходным выводам у литель мощности на транзисторах, включенных по полумостовой схеме управляемых с помощью трансформат ров тока, связанных с коллекторам управляющих транзисторов, базовым цепями соединенных с выходами управляющего узла, входами соединен ного с выходными выводами, к кото рым подключен выход сглаживающего фильтра, входом соединенного с вы ходом выпрямителя, вход которого динен с вторичной обмоткой выходн го трансформатора усилителя мощно ти узел блокировки при включении- выключении, входом соединенный с вспомогательным источником питани а выходом - с базой дополнительно БРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОЯННОЕему силовой транзистор за счет цепи положительной обратной связи, создаваемой обмотками трансформаторатока, начинает переключаться с частотой, определяемой полным циклом 5перемагничивания сердечника трансФорматора тока. Второй силовой транзистор будет переключаться с рабочей частотой, задаваемой управляющимузлом. При этом неизбежно возникает 10ситуация, когда оба силовых транзистора преобразователя оказываютсявключенными одновременно, в результате чего они выходят иэ строя из-засквозного тока. иЦель изобретения - повышение надежности путем уменьшения .временивосстановления за счет исключениявыхода из строя силовых транзисторовпри выходе из строя элементов узлаупРавления.Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь введен логический элемент ИЛИ, входы которого сое-.динены с выходами узла управления,а выход - с базой транзистора узла, блокировки.На чертеже показана структурнаясхема устройства,30Преобразователь содержит подклюценный ко входным выводам усилитель 1 мощности на транзисторах 2 и 3, включенных по полумсстовой схеме и управляемых с помощью трансформаторов З 5 4 и 5 тока, обмотки 6 и 7 которых вклюцены в коллекторные цепи управляющих транзисторов 8 и 9, базовыми цепями соединенные с выходами узла 10 управления, включающего в себя 40 задающий генератор 11, источник 12 опорэго напряжения, широтно-импульс" ный модулятор 13, триггер 14, форми" рователь 15 управляющих импульсов, схемы 16 и 17 совпадения, входом сое диненный с выходным выводом, к которому подключен выходной выпрямитель 18 с фильтром 19, входом соединенный с выходным трансформатором 20, соединенным с усилителем мощности, 50 блокирующий транзистор 21, подключенный коллектором через диоды 22 и 23 к коллекторам управляющих транзисторов, а базой - с выходом блокирующего узла 24 на транзисторе 25, ста билитроне 26 и резисторах 27 и 28, подключенным к вспомогательному источнику 29, а также логический узел ИЛИ 30, входами соединенный с выходами узла управления.. Стабилизированный преобразователь работает следующим образом.Задающий генератор 11 генерирует короткие импульсы с большой скважностью, управляющие по сцетному входу триггером 14, работающим в режиме делителя частоты, и пилообразное напряжение, поступающее на один из входов айротно-импульсного модулятора (ШИИ) 13. На другие входы ШИН поступает выходное напряжение конвертора и опорное напряжение от источника 12. В результате сравнения суммы пилообразного и выходного напряжений с опорным напряжением с выхода ШИИ на вход формирователя 15 управляющих импульсов поступают трапецеидальные импульсы, В формирователе 15 из трапецеидальных импульсов формируются прямоугольные импульсы, поступающие затем на объединенные входы схем 16 и 17 совпадения, на другие входы которых с выхода триггера 14 подаются сдвинутые друг относительно друга на 180 последовательности импульсов. С выходов схем 16 и 17 совпадения на базу управляющих транзисторов 8 и 9 соответственно поступают сдвинутые на 180 друг относительно друга последовательности широтно- модулированных импульсов. Транзисторы 8 и 9 переключаются и через обмотки б,и 7 управления трансФорматоров 4 и 5 тока управляют работой силовых транзисторов 2 и 3 усилителя .1 мощности таким образом, что выходное напряжение конвертора поддерживается на заданном уровне независимо от внешних дестабилизирующих воздействий.При включении, когда нарастающее напряжение вспомогательного источ- ника 29 еще не достигло уровня, при котором обеспечивается нормальная работа узла 10 управления, стабилитрон 26 узла .24 блокировки еще не пропускает ток на базу транзистора 25, который закрыт. При этом открыт блокирующий транзистор 21, поскольку в его базу через резистор 27 от. источника 29 поступает ток, и цепи управляющих обмоток 6 и 7 трансформаторов 4 и 5 тока оказываются подклю-. ченными к источнику 29 через диоды 22 и 23 и переход коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 21. Этим пре90 ч 1 ч 8 узла ИЛИ 30. На выходе элементаИЛИ 30 этому состоянию входов соответствует высокий уровень, не оказывающий влияния на базовую цепьтранзистора 25 узла 21 блокировкипри включении-выключенииВ момент окончания паузы на входеузла 10 управления устанавливаетсянулевой уровень, шунтируется базоваяцепь управляющего транзистора 8, который запирается, создавая условиядля разрыва цепи обмотки 6 управлениятрансформатора 1 тока с последующимвключением транзистора 2 и неизбежным выходом из строя силовых транзисторов 2 и 3 из-за сквозного тока. Однако этого не происходит, поскольку на выходе элемента ИЛИ устанавливается нулевой уровень напряжения. 8 результате шунтируется переход база-эмиттер транзистора 25, которыйзапирается и через резистор 27 в базу транзистора 21 поступает ток. Транзистор 21 открывается и через диоды 22 и 23 подключает цепи управляющих обмоток 6 и 7 трансформаторовМ и 5 тока к источнику 29. При этом предотвращается отпирание транзистора 2, а транзистор 3 запирается.При последующем появлении на выходе а узла 10 управления высокого уровня транзистор 8 отпирается, на выходе элемента ИЛИ 30 снова устанавливается высокий уровень, транзистор 25 отпирается, транзистор 21 запирается и обесточивает обмотку 7 управления трансформатора 5 .тока, .в результате чего силовой транзистор 3 снова включается. При этом силовой транзистор 2 постоянно закрыт, а транзистор 3 переключается с. рабочей частотой конвертора до тех пор, пока либо полностью разрядится нижний конденсатор емкостного делителя усилителя 1.мощности, либо сработает защита от перегрузки вследствие одностороннего насыщения выходного трансформатора 20.Аналогично работает устройство при пробое выходного транзистора схемы 17 совпадения узла 10 управления,Если возникает маловероятная ситуация одновременного пробоя выходных транзисторов схем 17 и 16 совпадения узла .управления, на входе элемента ИЛИ 30 постоянно устанавливается нулевой уровень, транзистор 25 запирается, транзистор 21 отпираетдотвращается возможность сквозноговключения силовых транзисторов 2 и 3независимо от состояния управляющихтранзисторов 8 и 9.При достижении установившегося 5напряжения источника 29 на базу транзистора 25 (узла 21 блокировки привключении-выключении) через резистор28 и стабилитрон 26 поступает ток,транзистор 25 открывается и шунтирует базовую цепь транзистора 21,который запирается и в дальнейшемне оказывает влияния на работу преобразователя.При выключении конвертор работает при снижающемся напряжении источника 29 до тех пор, пока на базутранзистора 25 перестает поступатьток через резистор 28 и стабилитрон26, после чего транзистор 25 запирается, а транзистор 21 отпирается.При этом цепи управляющих обмоток6 и 7 трансформаторов 1 и 5 токачерез диоды 22 и 23 и переход эмиттер-коллектор транзистора 21 подключаются к источнику 29, переключениесиловых транзисторов 2 и 3 усилителя 1 мощности прекращается и при дальнейшем понижении напряжения источника 29 произвольное состояние выходов узла 1 О управления не может создать условий для сквозного включения силовых транзисторов,Если в процессе работы стабилизированного конвертора в момент, ког 35да в узле 10 управления на выходе аимеет место высокий уровень, на выходе б - нулевой уровень, управляющий транзистор 8 открыт, а транзис 40тор 9 закрыт, силовой транзистор 2закрыт, а транзистор 3 открыт, появляется отказ узла 10 управленияв виде пробоя перехода эмиттер-коллектор выходного транзистора схемы4517 совпадения, то на выходе б узлауправления постоянно устанавливаетсянулевой уровень, базовая цепь управляющего транзистора 9 оказываетсязашунтированной и транзистор 9 пере 50стает быть управляемым. 8 результатепри наступлении паузы, определяемойШИИ 13, управляющий транзистор 9остается запертым, а силовой транзистор 3 открытым за счет положительной обратной связи, создаваемой обмотками трансФорматора 5 токаСигналы с выходов а и б узла управления поступают на входы логического7 904148 ся,через диоды 22 и 23 и переход эмиттер-коллектор транзистора 21 подключаются цепи обмоток 6 и 7 управления трансформаторов 4 и 5 тока к источнику 29 и переключения силовых транзисторов 2 и 3 прекращаютсяСледовательновведение в стабилизированный преобразователь логического элемента ИЛИ предотвращает выход из строя силовых транзисторов 10 усилителя мощности при отказе узла управления, связанном с коротким замыканием его выходов, При других отказах узла управления не может возникнуть ситуация, приводящая к выходу из строя силовых транзисторов усилителя мощности.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность преобразователя, силовые пере- щ ключающие транзисторы которого управляются от индивидуальных трансформаторов тока, за счет уменьшения времени восстановления,формула изобретенияСтабилизированный преобразовательпостоянного напряжения в постоянноепо авт. св, У 595836, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в работе в него введен логический элемент ИЛИ, входыкоторого подключены к выходам узлауправления, а выход соединен с ба.зой транзистора узла блокировки.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 595836, кл. Н 02 И 3/335, 1976.