Однотактный стабилизированный конвертор

 

О f1 И С А Н И Е (ii)1001368

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советск ик

Соцттаяистичесиив

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 06.11.81 (21) 3354030/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28.02.83 (5l)M. Кл.

Н 02 Н 3/335

Гееудауетеевай кемитет

CC C9 ав аевеа взевретевий и еткрнтий (1ззЗ) УДК 621.31тт. 57(088.8) (72) Автор изобретения

А. B. Исто sH, "" "..: —, ..ц

/ с «

"/ (71) Заявитель (5É ) ОДНОТАКТНЫЙ СТАБИЛИЗИРО ВАННЫП

KOHBEPTOP

Изобретение относится к преобразовательной- технике и может быть использовано во вторичных источниках питания, Известен также стабилизированный конвертор с параметрической системой стабилизации, содержащии силовой транзистор, транзисторный ключ и опорный стабилитрон с тиристором t 1).

Недостатками такого конвертора являются низкий КПД и большое выходное сопротивление.

Наиболее близким к изобретению является однотактный стабилизированный конвертор, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через. транзисторный ключ соединена с входными выводами, а вторичная через выпрямитель и LC-Фильтр с выходными выводами, к которым подключен блок ограничения коллекторноI o тока, соединенный выходом с первой обмоткой переключающего трансформа.тора, один вывод второй обмотки которого соединен с управляющим выводом транзисторного клоча $2).

Недостатком из вестного конвер то-. ра является сложность схемы.

5 цель изобретения - упрощение схемы и повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в состав однотактного стабилизированного конвертора введен токостабилизирующий двухполюсник, который одним выводом подключен к первому входному выводу, а другим выводом — к катоду диода, общая точка соединения которых подключена к другому выводу второй обмотки переклттчэющего трансформатора, анод укаэанного дио да подключен к второму входному выво» ду и эмиттеру транзисторного ключа, го причем упомянутый диод шунтирован введенным конденсатором.

На чертеже представлена принципи альная блок-схема конвертора.

1001

Однотактный стабилизированный конвертор состоит из силового трансформатора 1, переключающего трансформатора 2, содержащего первую 3, вторую 4 и третью 5 обмотки, транзисторый ключ 6, выпрямитель 7, фильтр 8, блок ограничения коллекторного тока 9 токостабилизирующего двухполюсника 10, диода 11, шунтированного конденсатором 12. 16

Первйчная обмотка силового трансформатора 1 через последовательно соединен лые третью 5 обмотку переключающего трансформатора 2 и транзисторный ключ 6 соединена с входными выводами, а вторичная обмотка через вы, прямитель 7 с 4С-фильтром 8 - с выходными выводами, с которым подклн)чен блок-,:ограничения коллекторного тока 9, выход которого соединен с пер . вой 3 обмоткой переключающего трансформатора 2, вторая 4 обмотка которого одним выводом соединена с управляющим выводом транзисторного ключа 6, а другим - с точкой соединения выводов токостабилизирующего двухполюсника 10 и цепи, состоящей из диода 11, шунтированного конденсатором 12.

Другие выводы токостабилизируюцего двухполюсника 10 и цепи, состоящей из зо диода 11 и конденсатора 12, подключены к входным выводам конвертора.

Рассмотрим процессы, происходящие в конверторе эа один период его работы..

В момент времени, когда происходит отпирание транзисторного Kf)Y)÷à б, ток, протекающий при этом в третьей 5 обмотке трансформатора 2 трансформируется в его вторую 4 обмотку, что при4О водит к насыщению транзисторного ключа 6 и переразрядку конденсатора 12 до напряжения открытого диода 11. Ток нама гни чи в а ни я трансформа тора 2 линейно нарастает до своего макси)лального значения.

Когда происходит насыщение сердечника переключающего трансформатора 2, ток из третьей обмотки 5 перестает трансформироваться во вторую 4 .

Это приводит к запиранию транзисторного ключа 6. Ток намагничивания трансформатора 2 начинает уменьшаться, а напряжения на его обмотках меняют знак на противоположный, и процесс за- пирания транзисторного ключа 6 ускоряется. Размагничивание трансформатора 2 осуществляется через его пер-

368 4 вую 3 обмотку и выход блока ограничения коллекторного тока 9, При этом напряжение на конденсаторе 12 линейно возрастает, а ток намагничивания трансформатора 2 уменьшается .

Процесс размагничивания трансформатора 2 продолжается до тех пор, пока напряжение на управляющем выводе транзисторного ключа 6, равное сумме возрастающих напряжений на цепи из диода 11 и конденсаторе 12 и на второй 4 обмотке трансформатора 2, не достигнет значения, при котором и происходит отпирание транзисторного ключа 6.

После отпирания транзисторного ключа процессы повторяются и т.д.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется путем изменения коэффициента заполнения импульсов на выходе выпрямителя 7 при изменении сопротивления выхода блока ограничения коллекторного тока 9.

Предположим, что выходное напряжение конвертора увеличилось. При этом сопротивление блока ограничения коллекторного тока 9 уменьшается. Следовательно, во время закрытого состояния ключа 6 снижаются скорости изме" нения тока намагничивания трансформатора 2 и напряжения на управляюцем выводе ключа 6, что приводит к увеличению минимального тока намагничивания и времени закрытого состояния транзисторного ключа 6 .

Время открытого состояния ключа транзистора 6 уменьшается за счет сужения диапазона изменения тока намагничивания.

При увеличении длительности закрытого и уменьшении длительности открь1того состояний транзисторного ключа 6 происходит уменьшение коэффициента заполнения, тем с )ìûì компенсируется увеличение выходного напряжения конвертора. Качество стабилизации конвертора зависит от коэф" фициента передачи блока ограничения ограничительного тока и числа витков первой обмотки переключающего трансформатора 2.

Запуск конвертора осуцествляется при появлении входного напряжения в момент отпирания транзисторного клю«а 6 током токостабилизируйщего двухполюсника 10.

Упрощение схемы достигается путем уменьшения количества элементов, а

5 10013 повышение КПД - вследствие использования .пропорционально-токового управления тра нзис торным ключом, что приводит к снижению потерь мощности в цепи управления и силовой цепи транзисторного ключа.

Вследствие повышения КПД и упр-— щения схемы, улучшаются массогабаритные показатели и повышаетсл надежность устройства. е

Формула изобретения

Однотактный стабилизированный 1% конвертор, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через транзисторный ключ соединена с входными выводами, вторичная через выпрямитель и ЬС-фильтр с вы" 20 ходными выводами, к которым подключен блок ограничения коллекторного тока, соединенный выходом с первой обмоткой переключающего трансформатора, один вывод второй обмотки ко- 25

68 4 торого соединен с управляюции выводом транзисторного ключа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения

КПД введенный токостабилизирующий двухполюсник одним выводом подключен к первому входному выводу, а другим выводом - к катоду диода, общая точка соединения которых подключена к другому выводу второй обмотки переключающего трансформатора, анод указанного диода подключен к второму входному выводу и эмьттеру транзисторного ключа, причем упомянутый диод шунтярован введенным конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 574833 кл. Н 02 И 3/335, 1974.

2 ° Электронная техника в автоматике. Сб. статей под ред. l0.И. Конева, вып. 11. Советское радио", 1980, с. 27, рис. 2.

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4