Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение позволяет повысить надежность получения постоянного стабильного напряжения за счет того, что в стабилизированный преобразователь, состоящий из последовательно соединенных самовозбуждающегося инвертора с выходным трансформатором (ВТ) и линейного стабилизатора (ЛС), вход которого зашунтирован первым конденсатором, а выход подключен к выходным клеммам, введены дополнительная обмотка ВТ, второй конденсатор и диод, причем положительный выход ЛС через диод соединен с концом дополнительной обмотки ВТ, начало которой соединено с концом вторичной обмотки ВТ, а второй конденсатор включен между общей точкой обмотрк и положительным выходом ЛС. 1 3. п. ф-лы, 3 ил. (О to о со О5 О ьо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1203662 A дц 4 Н 02 M 3/335 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ °

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 37851 12/24-07 (22) 28.08.84 (46) 07.01.86. Бюл. № 1 (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (72) Л. В. Курбаков и О. В. Ломакина (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1101801, кл. G 05 F 1/64, 1982.

Патент ФРГ № 2932061, кл. Н 02 Н 9/04, опублик. 1980.

Авторское свидетельство СССР № 692028, кл. Н 02 Н 3/335, 1977. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить надежность получения постоянного стабильного напряжения за счет того, что в стабилизированный преобразователь, состоящий из последовательно соединенных самовозбуждающегося инвертора с выходным трансформатором (ВТ) и линейного стабилизатора (ЛС), вход которого зашунтирован первым конденсатором, а выход подключен к выходным клеммам, введены дополнительная обмотка ВТ, второй конденсатор и диод, причем положительный выход ЛС через диод соединен с концом дополнительной обмотки ВТ, начало которой соединено с концом вторичной обмотки ВТ, а второй конденсатор включен между обшей точкой обмоток и положительным выходом ЛС. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1203662

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования во вторичных источниках электропитания.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности путем использования несимметричного режима работы самовозбуждающегося инвертора и облегченного режима работы регулирующего транзистора в стабилизаторе.

Hd фиг, 1 приведена схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 — — диаграммы напряжений и токов в различных точках схемы; на фиг. 3 — стабилизированный преобразователь напряжения (второй вариант).

Стабилизированный преобразователь (фиг. 1) содержит самовозбуждающийся двухтактный полумостовой ипвертор 1 с транзисторами 2 и 3, конденсатором 4, выходным трансформатором 5, имеющим первичную 6 и вторичную 7 обмотки. Начало обмотки 7 через диод 8 подключено к положительному входу линейного стабилизатора 9, имеющего регулирующий транзистор 10, включенный между входом и выходом стабилизатора 9, и делитель 11 обратной связи, подклк>ченпый к выходным клеммам. Положительный выход линейного стабилизатора

9 подключен к выходной клемме и к концу дополнительной вторичной обмотки 12 через первый диод 13. Начало обмогки 12 соединено с концом обмотки 7 с отрицательным входом и выходом стабилизатора 9 и с минусами конденсаторов 14 и 15, плюсы которых соответственно подключены к входу стабилизатора 9 и к его выходу.

Дополнительные диоды 16 и !7 (фиг. 3) анодами соединены с отрицательными входом и выходом линейного стабилизатора 9, катод диода 16 через диод 8 соединен с положительным входом стабилизатора 9, а катод диода 17 через диод 13 соединен с положительным выводом стабилизатора 8, катоды дополнительных диодов 16 и 17 подключены к выводам вторичной обмотки 18 трансформатора 5.

Стабилизирован ы конвертор работает следующим образом.

Предположим, что внутренние сопротивления транзисторов 2 и 3 в открытом состоянии равны нулю, падение напряжения в ооббммооттккаах х 66, 7 и 12 трансформатора 5 и па диодах 8 и 13 в проводящем состоянии также равны нулю и, кроме того, процесс колебаний в инверторе 1 — установивц ийсH.

На фиг. 2 изображены диаграммы: U„,— напряжение сети; AU„— разброс напряжения сети; U — напряжение в первичной обмотке трансформатора 5; 1 о — ток через регул ируюгци и транзистор.

С момента tl транзистор 3 открыт, а транзистор 2 закрыт. Напряжение в обмотке

6 равно разности напряжений питания и на конденсаторе 4, пересчитанное к вторичной обмотке 7, и поступает на вход стабили5

С момента tq открыт транзистор 2 и, вследствие того, что напряжение на конденсаторе 4 неизменно, время входа в насыгцение сердечника (4 1;,) остается равным временем t.l--t;q и, следовательно. плоьцади импульсов остаются равными во всем диапазоне изменения входного напряжения. В слу«ае воздействия помехи от сети в любой из промежутков времени, когда открыт транзистор 3, изменяется длительность положительного импульса, пропорционально площади помехи и, таким образом, она оседает, пересчитанная по вторичной обмотке 7, на транзисторе 10. В случае, если помехи воздействует в промежутках времени, когда затора 9. Делитель 1! обратной связи настроен на требуемое выходное напряжение, разность напряжений на входе стабилизатора 9 и на выходе падает на регулирующем транзисторе 10, при этом ток, протекаюн ий через этот транзистор, равен току нагрузки.

Напряжение на конденсаторе 15 равно напряжению на выходе. В момент t сердечник трансформатора 5 входит в режим насышения, в результате происходит переплюсовка напряжений во всех обмотках трансформатора инвертора 1, при этом транзистор 2 открыт, транзистор 3 — закрыт.

Напряжение в обмотке 6 равно напряжению на конденсаторе 4. Это напряжение, пересчитанное к вторичной обмотке 12, равно напряжению на конденсаторе 5, которое равно напряжению на нагрузке 1.

При этом транзистор 10 закрывается и ток через него не протекает. Конденсатор 4 подклк>чен к обмотке 6 через транзистор 2 до момента времени 1;ь когда сердечник трансформатора 5 снова входит в насышение и не происходит переплюсовки напряжений в обмотках трансформатора инвертора 1. Далее процесс повторяется. Рассуждения справедливы в случае, если емкости конденсаторов 4 и 5 достаточно велики, т. с. напряжение на них за один период остается на одном уровне.

Площади положительных импульсов равHhl плогцадям отрицательных имйульсов напряжения в оомотках. Если напряжение питания на входе инвертора увеличилось на величину ЛИ„, при этом, транзистор 3 открыт, а транзистор 2 закрыт (момент времени t.l). Ввиду того, что емкость конденсатора 4 достаточно большая, напряжение на нем неизменно, тогда амплитуда напряжения на обмотке 6 возрастает на величину

AU„., ñëåäoBàTåëüíî. время намагничивания сердечника 5 до состояния насыщения уменьшается пропорционально увеличению амплитуды напряжения (4), соответственно уменьшается время открытого состояния транзистора 10 и увеличивается падение напряжения на нем, так как напряжение на конденсаторе 15 также остается неизменнымым.

1203662 открыт транзистор 2, ее влияние на качество выходного напряжения равно нулю.

В реальной схеме падения напряжений на элементах 2, 3, 6 — 8, 12 и 13 тем больше, чем больший ток протекает по ним. Поэтому при изменении нагрузочного тока

1д изменяются соотношения напряжений в элементах 4 и 5 таким образом, что напряжение на нагрузке остается постоянным с заданной степенью точности.

Два дополнительных диода 16 и 17, 10 подключенные к одной выходной обмотке

18, вместо обмоток 7 и 12 (фиг. 3), обеспечивают более высокий коэффициент использования трансформатора 5 инвертора 1 и более высокую технологичность трансформатора. При этом физика процессов, происходящих в схеме, остается прежней.

Формула изобретения

1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный входом к входным выводам двухтактный полумостовой самовозбуждающийся инвертор, вторичная обмотка выходного трансформатора которого своим каналом соединена через диод со стабили- 25 затором напряжения, вход которого зашунтирован первым конденсатором, а положительный выходной вывод соединен с первой выходной клеммой, отрицательный вывод стабилизатора напряжения соединен с второй выходной клеммой и концом вторичной обмотки выходного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены дополнительная обмотка выходного трансформатора, конденсатор и диод, стабилизатор напряжения выполнен линейным, а егоположительный выходной вывод через дополнительный диод соединен с концом дополнительной обмотки, причем начало этой обмотки соединено с концом вторичной обмотки выходного трансформатора, а дополнительный конденсатор включен между общей точкой обмоток и положительным выходным выводом стабилизатора напряжения.

2. Преобразователь по п. 1, отличаюи ийся тем, что, в него введены второй и третий дополнительные диоды, аноды которых соединены с отрицательным выводом стабилизатора напряжения, катод второго дополнительного диода соединен с началом, а катод третьего дополнительного диода — с концом вторичной обмотки выходного трансформатора, причем анод первого дополнительного диода соединен с катодом третьего дополнительного диода.

)203662

Редактор И. Дербак

3а к аз 8428/59 макс

Уиин ï

Составитель Е. Финогенов

Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4