Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕСеРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий два транзистора, соеДЕшенных йо схеме со средней точкой с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого включена между базами указшшых транзисторов, разделительные вентили, соешшенные с концами вторичной обмотки, стабилизатор напр$икения , отличающийся тем, что, с цетью повышения точности стабилвгаащш И повьпиения КПД указанный стабилизатор напряжения вьгаолнен на регутхрующем транзисторе и стабилитроне, включенном последовательно с управляюишм переходом указанного рег герующего транзистора и параллельно конденсатору, включенному между обшим ВЫВОДОМ и общей точкой одноименных электродов указанных разделительных вентилей , и двух тиристорных оптронах, входт 1е цепи которых соединены (Л последовательно В включены В силовую цепь указанного регулирующего тракзисто ра, а вьтходные цепи включены встречнопараллельно и подключены к концам вторичной обмотки трансформатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (ii) SU

g g Н 02 М 3/335; G 059 1/64

) т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3317860/24-07 (22) 13.06.81 (46) 23.08,83. Бюл. M: 31 (72) В.Г. Еременко и А.Н. Зенченко (7l) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Ревсапрции энергетический институт (53) 621;314 57 (088,8) (56) l. Анаров А.Б., Еременко, Негневицкий П.Б. Транзисторные преобразователи для низковольтных источников энергии. М, "Энергия», 1978, с. 11.

2. Иванчук Б.Н., Рувинов Б.Я, Параметрические стабилизаторы напряжения на полупроводниковых приборах и магнитных усилителях. N., Энергия", 1971, с. 63..

3. Авторское свидетельство СССР

М 819905, кп. Н 02 N 3/335, 1981.

:(54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫ Й ПРЕ

СБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержаший два транзистора, соединенных по схеме со средней точкой с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого включена между базами указанных транзисторов, разделительные вентйпи, соединенные с концами вторичной обмотки, стабилизатор напряжения, отличаюшийсятем, что, с цепью повышения точности стабилизации и повышения IG15, указанный стабилизатор напряжения выполнен. на регулирующем транзисторе и стабилитроне, включенном последовательно с управляющим переходом указанного регулирующего транзистора и параллельно конденсатору, включенному между общим выводом и обшей точкой одноименных электродов указанных разделительных вентилей, и двух тиристорных @ оптронах, входные цепи которых соединены уу последовательно и включены в силовую цепь указанного регулирукицего транзисто ра, à выходные цепи включены встречноФ\ параллельно и подключены к концам вторичной обмотки трансформатора.

1 1037

Изобретение относится к преобразова— тельной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропита" ния, Особенно эффективно его использование с низковольтными первичными источниками энергии, Известны конверторы с обратной связью по току нагрузки, содержащие трансформа тор, первичная обмотка которого через два транзистора соединена с источником 10 питания по схеме со средней точкой, а вторичная обмотка включена между базами этих транзисторов. Конденсатор, шунтируюший нагрузку, включен между минусом источника питания и общей точкой одно-,15

I именных электродов разделительных вентилей, соединенных с концами вторичной обмотки трансформатора конвертора 1 °

Недостатком данных конверторов явля- 20 .ются отсутствие стабилизации выходного напряжения. Особенно заметен этот недостаток при питании указанной схемы от низковольтного первичного источника, име ющего большое внутреннее сопротивление (например, радиоизотопного термоэлектрического генератора), напряжение которого может значительно (до 1,5-2 раза)изменяться прп изменении тока нагрузки.

Известны стабилизаторы параллельного типа, представляющие собой эмиттерный повторитель с параллельной нагрузкой.

Переход эмиттер-база регулирующего тран« зистора с последовательно соединенными 35 стабилитроном включены параллельно на -/ груэке j 2j .

Недостатком указанных стабилитронов является низкий КПД.

Наиболее близким к изобретению явля-40 ется стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два транзистора, соединенных по схеме со средней точкой с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка кото- 45 рого включена между базами указанных транзисторов, и разделительные вентили, соединенные с концами вторичной обмотки указанного трансформатора, стабилизатор нпрряжения13 J . Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, невысокая точность стабилизации входного напряжения вследствие отсутствия измерительного органа, контролирующего налряжение на нагрузке), невысо кий КПД (вследствие потерь мощности в регулирукхцих стабилитронах, дополнительных резисторах и диодах).

390 2

Целью изобретения является повышение точности стабилизации выходного напряжения и повышение КПД конвертора..

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем два транзистора, соединенных по схеме со средней точкой с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого включена между базами указанных % . транзисторов, и шунтируюший выходные .. выводы конденсатор, включенный между об» щим выводом и общей точкой одноименных

-Ю электродов разделительных вентилей, соединеннь х с концами вторичной обмотки, стабилизатор напряжения выполнен на регулирующем транзисторе и стабилитроне, 1 включенном последовательно с управляк1 шим переходом указанного регулируюшего транзистора и параллельно конденсатору, включенному между общим выводом и обшей точкой одноименных электродов указмщых разделительных вентилей, и двух тиристорных оптронах, входные цепи которых соединены последовательно и включены в силовую цепь указанного регулируюшего транзистора а выходные цепи вклю чены встречно-параллельно и подключены к концам вторичной обмотки трансформатора, На фиг. 1 и 2 представлена электрическая схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения.

Стабжтиэированный преобразователь постоянного напряжения содержит трансформатор 1 с двумя первичными обмотками 2, средняя точка которых соединена общим отрицательным входным выводом, и вторичной обмоткой 3. Концы первичной обмотки 2 трансформатора 1 соединены с коллекторами транзисторов 4 и 5, эмиттеры которых соединены с попажитель. ным входным выводом, Концы вторичной обмотки 3 трансформатора соединены с анодами разделительных вентилей 6 и 7 и с базами транзисторов 4 и 5, Конденсатор 8, шунтирующий выходные выводы, включен между минусом источника питания 3 и общей точкой катодов разделительных вентилей 6 и 7, управляющий переход регулирующего транзистора 9 стабилизатора напряжения с последовательно соединенным стабилитроном 10 включен параллельно выходным выводам преобразователя . Коллектор регулирующего транзистора 9 через последовательно соединенные входные цепи (светодиоды) тиристорных оптронов 11 и 12 соединен с отрицатель3 10373 ным обшим выводом. Выходные цепи (фототиристоры) тиристорных оптронов ll и 12 включены встречно-параллельно и соединены с концами вторичной обмотки 3 трансформатора 1 конвертора. 5

Преобразователь работает следуюцптм образом.

При открытом транзисторе 4 напряжение источника приложено к обмотке 2 трансформатора 1..Ток обмотки 3 замыкается но контуру: диод 7, выходные выводы, входные выводы, управлянлций переход эмиттер-база транзистора 4. Под действием напряжения, приложенного к обмотке 2, перемагничивается магнитопровод трансформатора 1. В момент насыщения магнитопровода резко возрастает намагничиваюший ток трансформатора 1 а, следовательно, и коллекторный ток транзистора 4. Падение напряжения на транзисторе 4 увеличивается и напряжение на обмотке 3 уменьшается.

Это приводит к уменьшенито базового тока транзистора 4. Ч ранзист ор 4 выходит иэ насьпцения и его коллекторный ток начинает уменьшаться. Напряжение на обмот- . ке меняет знак, Транзистор 4 закрывается, открывается транзистор 5. Далее процессы в схеме повторяются. 30

Стабилиз ация выходного напряжения осушествляется следуюшим образом. Пусть входное напряжение источника 3 увеличилось (например, из-за уменьшения тока нагрузки}. Это вызывает увеличение напряжения выходных выводов преобраэова90 4 теля. При превышении напряжения на выходных выводах значения

ВЫ% С Г ЗБ где ue - напряжение стабилизации стабилитрона 10;

- напряжение эмиттер-база регу96 лирующего транзистора 9, происходит пробой стабилитрона 10. Ч ранзистор 9 открывается, и конденсатор 8 разряжается через переход эмиттер-кащектор регулируклцего транзистора 9 и последовательно соединенные входные цепи тиристорных оптронов 11 и 12. Сопротивление выходных цепей тиристорных оптро нов 11 И 12 уменьшается и вторичная обмотка 3 трансформатора 1 преобразователя в зависимости от полярности напряжения на ней эакорачивается через один из фототиристоров оптронов 11 и 12. Колебания преобразователя срываются. В это время конденсатор 8 разряжается через нагрузку. Когда напряжение на выходных выводах станет меньше Ug> > < U + Q >6, ток через стабилитрон 10 прекращается, ксцтлекторный ток регулируюшего транзистора 9 уменьшается и фототиристоры опт» ронов 11 и 12 закрываются. Происходит возбуждение преобразователя, (которое облегчено благодаря наличию положительной обратной связи по току нагрузки), который в течение цикла колебаний обеспечивает подэаряд конденсатора 8. Далее процессы в схеме повторяются, Таким образом, преобразователь обладает более высокой точностью стабилизации напряжения и повышенным КПД.. f037390

Составитепь НЛишевская

Рецактор П. Коссей Техрец А. Ач Корректор А. Повх

Заказ 6025/57 Тираж 687 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Фипиап ППП Патент", r, Ужгороц, уп. Проектная, 4