Однотактный стабилизированный преобразователь напряжения

 

ОДНОТАКТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительной входной шине, база через дополнительную обмотку выходного трансформатора, параллельно которой подключены силовые выводы управляющего транзистора подсоединена к отрицательной входной шине, а его эмиттер соединен с первым вьгаодом первого резистора, база управляющего транзистора подключена через второй резистор к эмиттеру ключевого транзистора, а также источник опорного напряжения и выпрямитель, подключенный входом к вторичной обмотке выходного трансформатора, а выходом - к выходным шинам, отличающийся тем, что, с целью повьппения температурной стабильности с одновременным повьшением надежности , в него введены компаратор, токовый и переходной трансформаторы и диод, причем источник опорного напряжения подключен к первому входу компаратора , второй вхрА которого через вторичную обмотку токового трансформатора подключен к выходу вьтрямитеФ ля, выход компаратора подключен к первичной обмотке переходного трансформатора , вторичная обмотка которого подключена через диод между базой и эмиттером управляющего транзистора, первичная обмотка токового трансформатора подключена между отрицательной входной щиной и вторым вьшодом первого резистора. 4: е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Респждин (i%SU(iiI t 1

З(51) G 05 F t/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° е

Ь В Ц,Ц 14 0 (ц (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и oTHpHTwl (21) 3573620/24-07 (22) 07.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. и 27 (72) М.А.Напольнов, А.И.Роговой и А.С.Толетихин (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 775839, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

2. "Электроника", 1978, У 26, с ° 43-51. (54) (57) ОДНОТАКТНЬЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительной входной шине, база через дополнительную обмотку выходного трансформатора, параллельно которой подключены силовые выводы управляющего транзистора под-. соединена к отрицательной входной шине, а его эмиттер соединен с первым выводом первого резистора, база управляющего транзистора подключена через второй резистор к эмиттеру ключевого транзистора, а также источник опорного напряжения и выпрямитель, подключенный входом к вторичной обмотке выходного трансформатора, а выходом - к выходным шинам, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности с одновременным повышением надежности, в него введены компаратор, токовый и переходной трансформаторы и диод, причем .источник опорного напрякения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого через вторичную обмотку токового трансформатора подключен к выходу выпрямитео ля, выход компаратора подключен к первичной обмотке переходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена через диод между базой и эмиттером управляющего транзистора, р первичная обмотка токового трансформатора подключена между отрицательной входной шиной и вторым выводом первого резистора.

1 11044

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания радиоэлектронной ап- . паратури.

Известен однотактный стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий ключевой транзистор, коллектор-эмиттерный переход которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к входным выводам, база связана с выходом усилителя обратной связи, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а другой вход через диод связан с одной из обмоток выходного трансформатора Г1 7.

Недостатками данного устройства являются наличие гальванической связи между входными и выходными .вывода-, ми, необходимость дополнительного напряжения для питания элементов обратной связи, низкая надежность устройства, обусловленная отсутствием цепей ограничения тока ключевого транзистора. Кроме того, недостатком данного устройства является температурная нестабильность выходного напряжения, обусловленная температурными дрейфами элементов линейной

30 обратной связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является однотактный стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий ключевой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительной входной шине, база через дополнительную обмотку выходного трансформатора, парал40 лельно которой подключен эмиттерколлекторный переход управляющего транзистора подсоединена к отрицательной входной шине, а эмиттер — к первому резистору, база управляюще45

ro транзистора подключена через второй резистор к эмиттеру ключевого транзистора, а также источник опорного напряжения и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке выход- 5О ного транформатора. Цепь обратной связи состоит из схемы сравнения, оптрона, вспомогательного выпрямителя и третьего резистора 21.

К недостаткам известного устройства следует отнести низкую температурную стабильность выходного напряжения, обусловленную тем, что при

90 2 изменении температуры изменяется как величина порога открывания управляющего транзистора, так и коэффициент передачи оптрона и напряжения вспомогательного выпрямителя, что приводит к изменению напряжения обратной связй, и низкую надежность, обусловленную тем, что при включении преобразователя, когда напряжение на базе управляющего транзистора мало, ток ключевого транзистора нарастает до величины, в несколько раз превышающий ток в установившемся режиме.

Целью изобретения является повышение температурной стабильности с одновременным повышением надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в однотактный стабилизированный преобразователь напряжения, содержаний ключевой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительной входной шине, база через дополнительную обмотку выходного трансформатора, параллельно которой подключены силовые выводы управляющего транзистора, подсоединена к отрицательной входной шине, а его эмиттер соединен с первым выводом первого резистора, база управляющего транзистора подключена через второй резистор к эмиттеру ключевого транзистора, а также источник опорного напряжения и выпрямитель, подключенный входом к вторичной обмотке выходного трансформатора, а выходом — к выходным шинам, введены компаратор, токовый и переходной трансформаторы и диод, причем источник опорного напряжения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого через вторичную обмотку токового трансформатора подключен к выходу выпрямителя, выход компаратора подключен к первичной обмотке переходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена через диод между базой и эмиттером управляющего транзистора, первичная обмотка токового транс форматора подключена между отрицательной входной шиной и вторым выводом первого резистора.

На чертеже представлена схема однотактного стабилизированного преобразователя напряжения.

3 11

Стабилизированный преобразователь напряжения состоит из ключевого транзистора 1, выходного трансформатора 2, управляющего транзистора 3, первого резистора 4, второго резистора 5, источника 6 опорного напряжения, выпрямителя 7, компаратора 8, токового трансформатора 9, переход= ного трансформатора 10, диода 11.

Ключевой транзистор 1 коллектором через первичную обмотку выходного трансформатора 2 подключен к положительной входной шине, его база через дополнительную обмотку выходного трансформатора 2, параллельно которой подключен эмиттер-коллекторный переход управляющего транзистора 3, подсоединена к отрицательнбй входной шине, а его эмиттер соединен с первым выводом первого резистора 4.

База управляющего транзистора 3 подключена через второй резистор 5 к эмиттеру ключевого транзистора 1.

Выпрямитель 7 входом соединен с вторичной обмоткой выходного трансформатора 2, а выходом подключен к выходным шинам. Компаратор 8 первым входом подключен к источнику 6 опорного напряжения, вторым входом через вторичную обмотку токового трансформатора 9 соединен с выходом выпрямителя 7, а выходом подключен к первичной обмотке переходного трансформатора 10, вторичная обмотка которого через диод 11 подсоединена между " базой и эмиттером управляющего транзистора 3. Первичная обмотка токового трансформатора 9 включена между отрицательной входной шиной и вторым выводом первого резистора 4.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом.

На первый вход компаратора 8 подается напряжение от источника 6 опорного напряжения. На втором входе компаратора 8 на интервале им04490 4 пульса суммируются пилообразное напряжение вторичйой обмотки токового трансформатора 9, пропорциональное току ключевого транзистора 1, и выходное напряжение от выпрямителя 7.

При равенстве напряжений на входах компаратора 8 появляется импульс напряжения на его выходе. Этот импульс передается через переходной

"0 трансформатор 10 и диод 11 на. базу управляющего транзистора 3 и переводит его в состояние насыщения, прекратив тем самым рост тока в ключевом транзисторе 1. Происходит быстрое запирание ключевого транзис тора 1. Энергия, запасенная в магнитном поле трансформатора 2, через выпрямитель 7 подается в нагрузку.

При прекращении подачи тока через выпрямитель 7 в момент появления свободных колебаний в обмотках выходного трансформатора 2 происходит очередное открывание ключевого транзистора.

Таким образом, в зависимости от изменения величины выходного напряжения будет изменяться и длительность нахождения ключевого транзистора 1 в режиме насыщения, т.е. осуществится стабилизация выходного напряжения.

Введение компаратора, токового и переходных трансформаторов и связей между ниии позволяет устранить

35 температурную нестабильность выходного напряжения, сохранив такие параметры известного устройства, как гальваническая развязка между вхо4О дОм и ВыхОдОм ВысОкий кОэффициент стабилизации. Одновременно наличие ,импульсного управляющего напряжения обратной связи позволяет использовать управляющий транзистор в качест45 ве элемента токовой защиты, что повышает надежность устройства.

Составитель Ю.Опадчий

Редактор С.Патрушева Техред Л.Коцюбняк Корректор М.Демчик .

Закаэ 52 10/34 Тирам 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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