Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) 01) 1756 151) Н 02 М 3/335 ПИ ЗОБР ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСНО рвого транзистора сформаторного усивторичная обмот выход - к базе пе двухтактного тран лителя управления ка трансформатора чена к управляюще зистора однотактн тельной ячейки, и ные цепи транзист оторого подклю му переходу траной преобразоваричем в эмиттероров усилителя у равления зисторы,управленвыводам и и с я тем что, с целью преобразова ожного вклю актной прео в режиме хол с ден второи элеый вход котоду широтно-имвторой вход - нератора, а вытранзистора при этом вход подключен к ратора, а тр ента совпаде о-импульсног УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Электронная техника в автоматике. Вып. П, 1980, с. 101,рис.1.2. Патент США : 4092709,кл. Н 02 М 3/335, 30.05.78,3 Авторское свидетельство СССРВ 838683., кл, Н 02 М 3/335, 1979,.(54)(5) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ,.содержащий однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включением выпрямительного дйодаи индуктивно-емкостным фильтром, выход которого подсоединен к выходнымвыводам преобразователя и к первомувходу широтно-импульсного модулятора, второй вход которого через генератор пилообразного напряженияподсоединен к выходу задающего гене)ратора, логический инвертор, выходкоторого подключен к,первому входупервого элемента совпадения, второйвход которого подсоединен к входуиндуктивно-емкостного фильтра, а включены токозадающие ре а вход питания усилителя я подсоединен к входным реобразователя, о т л и повышения надежности ля путем устранения г ния транзистора однот разовательной ячейки того хода, в него вве мент совпадения, перв рого подключен к выхо пульсного модулятора, к выходу задающего ге ход - к базе второго усилителя управления,логического инвертор выходу задающего ген тий вход первого эле ния - к выходу широт модулятора,21756 15 за 35 50 1 11Изобретение относится к электротехнике и может быть использованово вторичных источниках питанияустройств радиотехники, автоматикии вычислительной техники.Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения,содержащие одцотактцую транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включением выпрямительного диода и индуктивцо-емкостным фильтром,выход которого подсоединен к выходным выводам устройства и к входу широтно-импульсного модулятора, второйвход которого через генератор пилообразного напряжения подсоединен квыходу задающего генератора, а выход - к входу двухтактцого трансформаторного усилителя управления, выходная обмотка которого подключенак управляющему входу однотактноготранзисторного преобразователя 111и Г 2 Д .Недостаток известных устройств за.ключается в их низкой надежности приработе в режиме малых нагрузок и холостого хода,Наиболее близким к цредлагземому по технической сущности является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включе- нием выпрямительного диода и индуктивно-емкостным фильтром, выход которого подсоединен к выходным вы-. водам преобразователя и к первому входу широтноимпульсного модулятора, второй вход которого через генератор пилообразного напряжейия под-оединец к выходу задающего генера тора, логический ицвертор, вьход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения, второи вход которого подсоединен к входу индуктивно-емкостного фильтра, а выход - к базе первого транзистора двухтактцого трансформаторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора которого подключена к управляющему переходу транзистора одцотактной преобразовательной ячейки, причем в эмиттерные цепи транзисторов усилителя управления включены токоэадающие резисторы, а вход питания усилителя управления подсоединен к выходным выводам преобразователя 31,2Недостатком известного устройства является его низкая надежность вслед ствие того, что при работе его на холостом ходу или в режиме малых токов нагрузки, когда ширина импульса 1 отпирация транзистора однотактного преобразователя минимальная и значительно меньше времени рассасывания цеосновных носителей в цепи базы указанного транзистора (особенно тогда, когда время рассасывания срав нимо с периодом частоты преобразования), время открытого состояния первого транзистора усилителя управления больше, чем время открытого состояния второго транзистора усилителя управления. В результате этого трансформатор двухтактного усилителя управления намагничивается в такой по." лярности, что при его размагчичивании в паузе сигнала управления на первой обмотке создается напряжение, открывающее транзистор однотактного преобразователя. Такое несвоевременное открывание транзистора однотактного преобразователя в паузе сигнала управления нарушает устойчивую работу устройства, вследствие чего в его сглаживающем фильтре возникают переходные процессы, при которых ток, протекающий в дросселе, а соответственно, и через транзистор однотактного преобразователя, достигает опасной для последнего величины.Целью изобретения является повышение надежности стабилизированного преобразователя постоянного напряжения путем устранения ложного включения транзистора однотактного преобразователя в режиме холостого ходаУказанная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразова-тель постоянного напряжения, содержащий однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включением выпрямительного диода и индуктивно-емкостным фильтром, выход которого подсоединен к выходным выводам преобразователя и к первому входу широтно-импульсного модулято- ра, второй вход которого через генератор пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего генератора, логический инвертор, выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения, второй вход которого подсоединен к входу индуктивно-емкостного фильтра, а выход - к базе первого транзистора3 11217двухтактного трансформаторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора которого подключена к управляющему переходу транзистора однотактной преобразовательной ячейки, причем в эмиттерные це 5пи транзисторов усилителя управлениявключены токозадающие резисторы, авход питания усилителя управленияподсоединен к входным выводам преобразователя, введен второй элементсОвпадения, первый вход которогоподключен к выходу широтно-импульсного модулятора, второй вход - к вы-ходу задающего генератора, а выход -15к базе второго транзистора усилителяуправления, при этом вход логического инвертора подключен к выходу задающего генератора, а третий входпервого элемента совпадения - к вы 20ходу широтно-импульсного модулятора.На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы,Стабилизированный преобразовательпостоянного напряжения содержит однотактный транзисторный преобразователь 1 с прямым включением выпрямительного диода и иидуктивно-емкост"ным фильтром 2, выход которого подсоединен к первому входу широтноЗОимпульсного модулятора 3, второй входкоторого подключен через генератор 4пилообразного напряжения к выходузадающего генератора 5, логическийинвертор 6, первый 7 и второй 8 эле- З 5менты совпадения, первый 9 и второй10 транзисторы двухтактного трансформаторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора 11которого подключена к управляемомупереходу транзистора 12 однотактного преобразователя 1.Рассмотрим работу предлагаемогоустройства в соответствии с временными диаграммами (см. Фиг. 2), где 4501 - выходное напряжение задающегогенератора 5; 011 - выходное напряжение инвертора 6; Ов - выходноенапряжение устройства; 0 ,1. - выход. вых,ное напряжение устройства при холостом ходе; 00 - пилообразное напряжение генератора 4; (1 и- выходноенапряжение широтно-импульсного модулятора 3; Ис - выходное напряжениепервого элемента совпадения 7; Ос - 55выходное напряжение второго элемента совпадения 8; ц- выходное нагпряжение на входе Фильтра 2 рс 56 4время рассасывания силового транзистора 12.Устройство работает следующим образом,При номинальной нагрузке предлагаемого устройства с выхода задающего генератора 5 на вход инвертора 6,.первый вход второго элемента 8 совпадения и вход генератора.4 пилообразного напряжения поступает последовательность прямоугольных импульсовнапряжения 0 (фиг. 2 а). С выхода инвертора 6 импульсы напряжения О 1 по.даются на первый вход первого эле-1мента 7 совпадения. Выходное напряжение 00 генератора 4 пилообразногонапряжения поступает на первый входширотно-импульсного модулятора 3,на второй вход которого подается выходное напряжение устройства О В 1,1,1(фиг. 2 в). Импульсы выходного напряжения широтно-импульсного модулятора 3, длительность которых обратнопропорциональна изменению выходногонапряжения устройства (фиг. 2 г), поступают на второй и третий входы соответственно второго 8 и первого 7элемента совпадения. При этом на выходе второго элемента 8 совпаденияформируется последовательность импульсов напряжения 00 (фиг. 2 д),длительность которых определяетсядлительностью импульса выходногонапряжения 0 ш широтно-импульсногомодулятора 3, задние фронты совпадают с задними фронтами импульсовнапряжения 0 задающего генератора 5,а амплитуда равна " 1" (Фиг. 2 д). Скаждым этим импульсом второй транзистор 10 открывается, первый транзистор 9 при этом закрыт, и к первичной обмотке трансформатора 11прикладывается напряжение, при котором транзистор 12 открывается. Навходе фильтра 2 формируются и поступают на второй вход первого элемента совпадения 7 импульсы напряжения 0 В (фиг. 2 е), длительностькоторых больше длительности импульса напряжения дс 2 на время рассасы 1вания 2 ро неосновных носителей базы транзистора 12. С задним фронтомкаждого импульса напряжения 0 С напервом входе первого элемента совпадения на его выходе появляется"1" (фиг. 2 з). При этом второй транзистор 10 закрывается, а первыйтранзистор 9 открывается, на первичной обмотке управляющего транзисто 11 ра 11 появляется напряжение, и начинается форсированное запирание транзистора 12Через время, равное с , транзистор 12 запирается, входное напряжение фильтра 2, а следова" тельно, и выходное напряжение Ос 1 становится равным нулю, и транзистор 9 закрывается. В результате этого на выходе первого элемента 7 совпадения Формируется последовательность импульсов напряжения 0 1, длительность которых равна времени запирания транзистора 12, равного практически времени рассасывания ьос неосновных носителей его базы (Фиг. 2 з), При этом длительность импульса напряжения на выходе,второго элемента 8 совпадения больше, чем длительность импульса на выхо,де первого элемента 7 совпадения. Поэтому управляющий трансформатор 11 имеет такое намагничивание, при котором в процессе размагничивания на первой-его обмотке формируется напряжение, запирающее силовой транзистор 12.При работе предлагаемого устройст ва на холостом ходу параметры импуль сов напряжения на выходе задающего генератора 5 и логического инвертора б аналогичны их параметрам в номинальном режиме работы(фиг.2 а,б) ,но выходное напряжение устройства несколько больше (см. Фиг, 2 в ), вследствие чего длительность импульсов напряжения на выходе широтно- импульсного модулятора 3 и второго элемента совпадения 8 значительно меньше (Фиг. 2 в,г,д ), Импульсы напряжения на входе Фильтра 2, а следовательно, и на входе первого элемента совпаденияимеют неидеаль- ную форму (Фиг. 2 е ) вследствие 21756 Ьразряда через обмотки выходноготрансформатора однотактного преобразователя паразитных межвитковыхемкостей. Длительность импульсоввыходного напряжения первого элемен-та 7 совпадения ограничивается дли"тельностью импульса выходного напря.жения 0 щщ широтно-импульсного модулятора 3 (см.фиг. 2 з ). В резуль О тате этого длительности импульсовотпирания транзисторов 9 и 10 равны между собой и время нахожденияпод напряжением первичных обмотоктрансформатора 11 примерно одинаково, что исключает такое намагничи.ванне трансформатора 11; при котором в процессе его размагничиванияна первой обмотке появляется отпирающее транзистор 12 напряжение.20 В предлагаемом устройстве по сравнению с известным при работе его нахолостом ходу искажение Формы импульсса напряжения на входе фильтра,, обусловленное разрядом межвитковых д емкостей выходного трансформатораоднотактного преобразователя, невлияет на длительность импульса запирания силового транзистора, Этоисключает намагничивание управляющего трансформатора, вызывающее впроцессе размагничивания последнеговозникновение напряжения на егопервой обмотке в паузе сигнала управления, отпирающего транзистор 33однотактного преобразователя напряжения. В результате этого непроисходит подмагничивания выходно.,го трансформатора усилителя мощности и увеличения до недопустимыхзначений токов, протекающих черезтрансформатор однотактного преобразователя, что обеспечивает надежнуюработу устройства на холостом ходу.1121756 жо оставитель ехред Т.Фа Редактор Л. Веселовска ор М. Розман К Заказ 7 Тираж ббб ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж, Раушскаи наб.