Транзисторный конвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическимиРеспублик и 95739(22)Заявлено 11 т,05,79 (21) 278 ч 683/21 т с прнсоелинением заявки Рй -,58(088.8) но делам изобретений н открытий2) Авторы изобретения Федчихин и М. Ульяна Мусолин,А. Б(71) Заявите 5) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР 1ФИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах автоматикии вторичного электропитания.Известны устройства, содержащиеы5задающии генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор исчетный триггер, выходы которых через селекторы связаны с силовымитранзисторами конвертора Г 1), 2и 131.Недостатками известных устройствявляются сложность и отсутствие возможности использования мостовой схемы преобразователя, так как входысиловых транзисторов должны быть гальванически развязаны,Наиболее близким н предлагаемомуявляется транзисторный конвертор,содержащий задающий генератор, через 20компаратор соединенный с одним извходов селектора и связанный такжес делителем частоты и другим входомселектора, выход которого связан с усилителем мощности, выходом подключенного к выходным выводам и цепи обратной связи, связанной с компаратором 13,Недостатками устройства являютсясложность и наличие сквозных токовчерез силовые транзисторы в режиме,при котором коэфФициент заполненияимпульсов управления равен единице(при запуске и скачкообразном увеличении тока нагрузки), что приводит кснижению КПД и надежности устройстваи недопустимо для высоковольтных(по входу) инверторов.Цель изобретения - упрощение, повышение КПД и надежности устройства,Поставленная Чель достигается тем,что в транзисторном конверторе задающий генератор выполнен по схеме несимметричного релаксатора, времязадающий конденсатор которого соединенсо входом компараторо, а второй входселектора подключенвыходу задающегогенератора и входу деитеия частоты, 957379причем выходы селектора и делителячастоты соединены с входами введенного формирователя управляющего напряжения, выходом подключенного к усилителю мощности. 5Кроме того, с целью расширенияФункциональных возможностей формирователь управляющего напряжения выполнен по схеме, в которой выходы делителя частоты подключены к первич Оной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого соединена содними входами промежуточного усилителя, причем выходы делителя частоты соединены также с первыми входами 15двух логических элементов И-НГ, вторые входы которых соединены с выходомселектора, а выходы подключены к входам К 5-триггера, выходы которого через другой трансформатор связаны сдругими входами промежуточного усилителя,На Фиг. 1,представлена принципиальная схема транзисторного конвертора; на фиг, 2 - временные диаграммы; на Фиг. 3 - схема с расширеннымифункциональными возможностями; нафиг, ч - графики, поясняющие работусхемы.Конвертор состоит из задающего ге 1 5 Онератора 1, включающего в себя дифференциальный УПТ 2, резистивный делитель 3 положительной обратной связи, резисторы М и 5, диод 6 и конденсатор 7, образующие отрицательную35обратную связь задающего генератора.Конденсатор 7 соединен со входомкомпаратора 8, другой вход которогосвязан с усилителем 9 рассогласования, а выход - через селектор 10 странзистором 11 промежуточного усилителя, входы транзисторов 12 и 13 которого соединены с выходами делителя 1 ч частоты. Кроме того, вторичныеобмотки трансформатора 15 соединены45с силовыми транзисторами усилителя16 мощности, к которому через выпрямитель с фильтром 17 подключена нагрузка 18.Схема работает следующим образом,При подаче питающего напряженияна выходе УПТ устанавливается положительный уровень выходного напряжения (фиг, 2, 0, точка а ), и конденсатор 7 начинает заряжаться черезрезисторы 1 5 и диод 6,Когда напряжение на конденсаторедостигает уровня напряжения на неинвертирующем входе УПТ 2, последний опрокидывается, напряжение на еговыходе становится близким к нулю иконденсатор 7 разряжается через резистор 4. Ввиду наличия нелинейнойобратной связи (резисторы ч, 5, диод 6) форма напряжений на конденсаторе (О ) и на выходе УПТ (О) несимметрична по времени(фиг, 2),Напряжение с конденсатора 7 поступает непосредственно на компаратор 8, что позволяет обойтись безспециального генератора пилообразного напряжения и использовать в качестве ГПН времязадающий элемент генератора 1, На другой вход компаратора8 поступает выходное напряжение усилителя 9 рассогласования, а на выходекомпаратора образуются модулированные по ширине импульсы управления,поступающие через селектор 10 натранзистор 11 промежуточного усилителя, другие транзисторы 12 и 13 которого подключены к выходам делителя 1 ч частоты, в качестве которогоиспользуется счетный триггер, Делитель 11 изменяет напряжения на выходах в точках 6 , Ь т, е. триггерсрабатывает от заднего фронта положительного импульса выходного напряжения задающего генератора 0 .Рассмотрим один полупериод работысхемы (точки б ).1 Предположим, состояние делителя 1 ч частоты таково что на указанном интервале времени открыт транзистор 12 промежуточного усилителя, Транзистор 11 на интервале оВ также открыт (положительный импульс на выходе компаратора ОВ), следовательно, первичная полуобмотка трансформатора 15 подключена к питающему напряжению и на силовые транзисторы усилителя 16 мощности поступает управляющее напряжение. В точке В выходное напряжение компаратора запирает транзистор 11 и трансформатор 15 отключается от питающего напряжения, Выброс обратного напряжения на обмотках трансформатора 15 отсутствует (0, пунктир), поскольку ЭДС самоиндукции замыкается на открытый транзистор 12 и диод, шунтирующий транзистор 13, что дает возможность использовать один трансФорматор (усилитель) для управления силовыми транзисторами регулируемого усилителя мощности. На интервале В д транзистор 11 закрыт и на обмотках трансформатора 15 надежно обе5,957 спечивается нулевой уровень напряжения.Поскольку в переходных режимах (запуск, скачкообразные увеличения тока нагрузки) коэффициент заполнения выходных импульсов компаратора равен единице, то имеют место сквозные токи через силовые транзисторы усилителя 16 мощности, Для исключения сквозных токов переходных режимов между компаратором 8 и транзистором 11 введен селектор 10-, другой вход которого подключен к выходу задающего генератора, На интервалах а Б,д независимо от состояния компаратора транзистор 11.запирается выходным напряжением задающего генератора, цем обеспецивается гарантированная пауза в управляющем напряжении, Селектор может быть выполнен на транзисторе, вход которого связан с задающим генератором, а выход шунтирует базо - эмиттерный пере,.ход транзистора 11. Выходное напряжение трансформатора 15 с максимальным коэффициентом заполнения показана на фиг, 2 (О 1),На схеме с расширенными функциональными возможностями (фиг. 3) к выходам делителя 11 частоты подклюце на первичная обмотка трансформатора 19, . вторичная обмотка подключается ко входу промежуточного усилителя 20. На логических элементах 21 и 22 собран Ю-триггер, входы которого соединены с выходами двух логических элементов И-НЕ 23 и 21. В момент равенства напряжений О и напряжения ОВ с выхода усилителя компаратор переключается, при этом на выходе селектора 10 высокий потенциал, триггер переключается в состояние, определяемое выходными напряжениями делителя частоты. На вторичной обмотке трансформатора формируется прямоугольное напряжение, сдвинутое относительно напряжения с делителя частоты на время, определяемое моментом срабатывания компаратооа, После срабатывания компаратора выключаются ранее включенные транзисторы усилителя 16 мощности, При пуске, когда напряжение на выходе 9 всегда больше уровня напряжения О , переключение триггеров 21 и 22 осуществляется напряжением О, тем самым исключаются сквозные токи в усилителе 16 мощности, В другом крайнем режиме работы компаратора,. когда напряжение на выходе 9 379 Ьвсегда меньше напряжения О, на выходе компаратора 8 низкое напряжение,на выходе селектора 10 всегда высокий потенциал и напряжение О.1 всегда противофазно напряжению О 1, т, е. транзисторы усилителя 16 мощности всегда заперты,Основное преимущество данной схемы формирователя управляющего напряжения 1 О состоит в том, что она может быть использована с различными промежуточными усилителями.Предлагаемое устройство проще известных. В нем повышены КПД и надежность, благодаря применению одного селектора, управляемого от несимметричного задающего генератора, который обеспечивает гарантированную паузу в управляющем напряжении.формула изобретения 1. Транзисторный конвертор, содер"жащий задающий генератор, через компаратор соединенный с одним из вхо% дов селектора и связанный также с.делителем частоты и другим входом селектора, выход которого связан с усилителем мощности, выходом подключенного к выходным выводам и цени обратной связи, связанной с компаратором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения его и повышения надежности, задающий генератор выполнен по схеме несимметричного релаксатора,времязадающий конденсатор которого3соединен со входом компаратора, авторой вход селектора подключен к выходу задающего генератора и входу делителя частоты, причем выходы селек 4 в тора и делителя частоты соединены свходами введенного формирователя управляющего напряжения, выходом подключенного к усилителю мощности.2. Конвертор по и. 1, о т л и -ц а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, формирователь управляющего напряжения выполнен по схеме, в которой выходы делителя частоты подключены к первичной обмотке трансформатора, Мвторичная обмотка которого соединена с одними входами промежуточного усилителя, кроме того, выходы делителя частоты соединены также с первыми входами двух логических элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходом селектора, а выходы подключены к входам ВБ- триггера, выходы которого через другой трансформатор связаны7с другими входами промежуточного услителя.Источники информации,принятые во внимайие при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМф 574834, кл, Н 02 М 3/335, 1976957379 8 и, Сборник ЭТВА, М., "Советское радио", 1978, йф 1 О, с, 96. 3, Авторское свидетельство СССР М 574845, кл, Н 02 Р 13/16, 1977. 5 4, Авторское свидетельство СССР Й 586530, кл. Н 02 М 3/24, 1976.957379 Фю.акт аказ 6619/й 6 Тираж 721 ПодписноеИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб.,/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгор роектнал Составитель Т. ЕршоваКешеля Техред Е. Харитончик Корректор М. Шароши