Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 99 А 1 оч д) ц 5 Н 02 МЗ/3 в автомати 4. М,: Сов. ра в автоматиг 3. М,: Сов. 11.12,78,Й П.РЕОБРАО НАПРЯЖЕГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретениетротехники, в час относится к области эле тности к стабилизирова ным преобразователям напряжения постоянного тока в постоянное напряжение, и может быть использовано в малогабаритных высоковольтных источниках питания малой и средней мощности, Цель - повышение КПД, Дополнительные транзисторы 8, 9 подключены параллельно основным транзисторам 2, 3 усилителя мощности с дросселем 4 по цепи питания. Управление транзистсрами 8, 9 и 2, 3 осуществляется синхронизирован.:,ми генераторами 10, 16, сдвиг фаз :ежду:.,вторыми регулируется в зависимости от выхсдного сигнала преобразователя 12 напряжение - фаза. За счет этого обеспечивается режим перекрытия проводимости транзисторов и поочередное накопление и разряд дросселя 4 для стабилизации напряжения на выходе устройства.3 з.п, ф-лы, 6 ил,Ызобоет 81 ие относится к злектпотехнике, В частности к прегораэователямнапряжения из постОянноГО нестабилиэированного в постоянное стабилиэироаанн Ое, и мож 8 т Оы Гь испОльзовано вмало 1.абариНых преимущественно высоковольтных источниках вторичного электроГ 1 итания,Цель изобретения - повышени 1,1 ,ЛД пуумен 81855 ия динамических ПО 1"ерь рпере кл ю,а 1 П;11 их транзисторах.5-,а фи, 1 П 1 редставлена стр 1 уктурнаясхема устоойс" ва; на фиг, 2 - зпюг)ы, поясНЯЮ 1 ЦИЕ 81 Г)11)ОТУФ 1 а л 11 Г 1 ПР, МРОЬ 5технкческой реализации распределителеимпульсоэ, пр 8 ОбразОВателя напряж 8 ние -фаза, блОка обратной связи, синх 13 О 1 и."уемого генератора генерат 1)р Роэра),Устройство состоит иэ усилителя 1 мсщ.ности на переключающих транзисторах 2 и3, вход постоянного тока которого черездроссель 4 подключен к источнику Г 1 итания,а выход переменного тока чеоез тоансформатор 5, вып)ямитель 6 и фильгр 7 - к выходным клеммам. Дополнительныегранзисторы 5 8 и 9 включены параллельноосновным,18 реключающим транзисторам 2и 3 усилите,)я 1 мощности, а их Входы подключены через последовательно соединен.ные первь 1 й синх.:1 онизируемый генераторО, пеовый распределитель 11 импульсов ипреобразователь 12 напря)кение - фаза квыходу блока 13 обратной связи, а Выходгенератора 14 тактовых импульсг)в подключен ко Вход)м Основных перекл)Очающихтранзисторо;. 2 и 3 через Второй Оасг 1 ределитель 15 импульсов и втарсй СИ 5 Х 5)онизируемый ГенератО 1) 16, О Вязанныйпреобразователем 12 напря)кение - фаза.Распределитель 11 15 импульсов может быть выполнен, например, по схеме.приведенной на фиг, 3, и содержит триггер,на Выходе котОРОГО Устс 15 овл 81 ы схема И 1 Ьи схема 19 умощчения.Преобразователь 1 НВГ 5 ряжение-ФазаВьн)олнен, например по схеме, приведенной на фи 1 Г,4, Он состоит иэ компаратора 2 Ои подключенного к его выходу х(дущегомультивибратора 21,Блок 13 обратной связи фиг.5) выполненв виде дифференциального усилителя 22, к входам которОГО подклк)чены исГОчник 23опорного напряжения и через делитель 24 1248 Выходно 8 напряжение,Синхронизируемый Генератор 10 511выполнен по схеме автогенератора Розрафиг, б) на т)анзисторах 25 и 26 и трансфО 1)маторе 27. Синхронизация обеспечивает,: яцепочками из диодов 28 и 29 и дополнительных транэистооов 3 О и 31, Связь между вто 1 О 20 25 35) 35 Д 45 50 Я рым синхронируемым генератором 16 и г.реобразователем 12 напряжение - фаза осуществляется ст дополнительнОГО выхода дополнительной обмотки 32) через конденсатор 33 и Выпрямитель 34,Стабилизированный преобразователь работает следующим образом,Генератор 14 тактовых импульсов выдает на распределитель 15 импульсов короткие имг 1 ульсы, которы 8 поступают на синхронизируащие Входы синхронизируемого генератора 16. Прямоугольное напряжение заданной частоты управляв переключающими транзисторами 2 и 3 усилителя 1 мощности,На трасфораторе 5 аводся прмоугольное напряжение типа "меандр", которое из-за Времени рассасывания неосновных носителей В базах транзисторов 2 и 3 может иметь паузу на нуле, по длительности равную трасс, Далее переменное напряжение с трансформатора 5 выпрямляется и фильтруется, поступая на выход и вход блока 13 обратной связи, Сигнал ошибки, выделенный этим блоком, поступает на вход преобразователя 12 напряжение - фаза, причем Одновременно поступает пилообразный сигнал с второго синхронируемого генератора 16. Такой сигнал формируется посредством обычной КС-цепи и выпрямителя фиг, 6), При сравнении этих сигналов в компараторе 2 О преобразователя 12 напряжение - фаза на его выходе образуется ШИМ-сигнал, длительность которого пропорциональна сигналу ошибки, а точка отсчета интервала строго привязана к началу импульсов переключения синхронизируемого генератооа 16, т,е. длительность или фаза р и ропорциональна входному сигналу. Далее ИИМ-импульсы преобразуются в ждущем мультивибраторе 21 в импульсы, сооветствующие импульсам генератора 14 тактовых импульсов, Эти импульсы через распределитель 11 импульсов поступают на синхровходы синхронизируемого генератора 10, который ВырабатыВает прямоуГОльное напряжение типа "меа 1 др", сдвинутое по фазе на угол р по отношению к прямоугольному напряжению синхронизируемого генератора 16, Дополнительные транзисторы 8 и 9, Г 1 одключенные параллельно переключающим транзисторам 2 и 3, поочередно ОтКРЫВВЮТСЯ И ЭаКРЫВаютСЯ На ВРЕМЯ, Рааное полупериоду управляющего напряжения, причем за счет сдвига фаз В управляющих напряжениях од овременно в проводящем состоянии находятся два транзистора, например транзисторы 2 и 9 Открь 5 ты в течение времени 5 у) и идет п)О 1702499цесс накопления энергии в дросселе 4, затем закрывается транзистор 9 и открывается транзистор 8 и наступает этап передачи энергии источника питания и дросселя 4 в нагрузку, далее закрывается транзистор 2 и открывается транзистор 3 и повторяется 5 этап накопления энергии в дросселя 4, После этого закрывается транзистор 8 и откры-. вается транзистор 9 и наступает этап передачи энергии в нагрузку, Таким образом, одновременна работают транзисторы 10 в следующей последовательности: :. - 9; 2 -8;8 - 3; 3 - 9 и т.д. При регулировании выходного напряжения изменяется величина р а следовательно, интервал накопления энергии дросселя, чта и обеспечивает стабили зацию выходного напряжения, Включенные параллельно транзисторы пропуска:ат;ак, равный половине тока потребления, причем ток распределяется равномерно, так как н любой момент времени происходит пере ключение только одного транзистора. В данном случае исключается необходимость выравнивания токов в динамическом режиме. Введение дополнительных транзисторов позволяет упростить алгоритм 25 управления транзисторами преобразователя (используется самый простой нид сигнала "меандр"), что позволяет оптимизировать базовую цепь транзисторов и достичь наиболее высокочастотных 30 свойств при их переключении. Сигналы с распределителя 11 импульсов дос;атачно легко могут быть переданы через высокопатенциальные импульсные трансформаторы, что обеспечивает качественную гальнаниче скую развязку входного и выходного напряжений, Учитывая, что транзисторь 2, 3, 8 и 9 работают при половинном токе, возможно применение менее мощных транзисторов,Выполнение усилителя мощности не принципиально и может быть любым: 2-тактным со средней тачкой (как показано на фиг. 1), полумостовым или мостовым, При этом к каждому переключающему транзистору усилителя мощности должен быть 45 подключен дополнительный транзистор. Формула изобретения1, Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий 50 усилитель мощности на переключаащих транзисторах, эмиттеры которых подсоединены к первому входному выводу, а коллекторы - к крайним вцводам первичной55 обмотки выходного трансформатора, средний вывод которой соединен через дроссель с вторым ьхадным выводом, а вторичная обмотка соединена через выпрямитель и фильтр с выходными выводами, подключенными к входу блока обратной связи, генератор тактовых импульсов, первый распределиель импульсов, о т л и ч а ющ и й с я тем. что, с целью повышения КПД, введены первый и второй синхронизируемые генераторы, второй распределитель импульсан, пр Образаватель наг:ряжение фаза и дагални-.ельные переключающие транзисторы па числу транзисторов усилител: - мощности, силовые выводы которых присоединены п.-.раллельно силовым выводам соответствующих переключающих транэи таран усилителя мощности, а входы управления подключены к выходам первого синхронизируемого генератора, входы синхронизации которого соединены через первый распределитель импульсов с выходом преобразователя напряжение - фаза, первый вход которого подключен к выходу блока обратной связи, а второй вход - к дополнительному выходу второго синхронизируемого генератора, подключенного выходами к нх"дам управления переключающих транзисторов усилителя мощности, а входами синхронизации соединенного через второй распределитель импульсов с выходам генератора тактовых импул ьсон,2. Преобразователь па и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, та паеобразаватель напряжение - фаза выполнен в виде компаратора, первый вход которого присоединен к выходу блока обратной связи, второй вход присоединен через выпрямитель и конденсатор к дополнительному выходу второго синхронизируемого генера;ора, а выход соединен через ждущий мультивибратор с выходом преобразователя напряжение - фаза.3. Преобразователь по и. 1, а т л и ч а ющ и й с я темта синхронизируемый генератор выполнен па схеме синхронизируемого автагенератара,4. Преобразс ватель по и. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что распределитель импульсов выполнен н ниде триг.ера, каждцй из выходов катарагс соединен с выходом распределитег.- импульсов через соответствующий логич; - .скиЙ элемент И, второй вход каждого ,з ка. арых падкл;анен к входу распределитегя импульсов и входу триггера,. Ога м при ГКНТ ССС оизводственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород д,а арина ф О Заказ 455 О Тираж Подписно ЯЧИПИ Государс 1 венного коуите 1 а го изобретенрщу и открц 113035, Москва, Я, Раущскал наб., 4/5