Однотактный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания электронной аппаратуры. Цель - повьшение надежности путем повьшения стабильности выходных параметров. Устр-во содержит силовой транзистор 3, через первичную обмотку выходного трансформатора подключенный к входным выводам , узел 4 пуска и базовая обмотка 5, подсоединенные к входу транзистора 3, соединенного также с цепью, состоящей из конденсатора 18 и запирающего транзистора 19, управление которым осуществляется от цепей управления , содержащих конденсаторы, Jдиоды и резисторы. При увеличении (уменьшении) напряжений на выходе с $ :устройства увеличивается (уменьшается ) напряжение на измерительном (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (дц 4 Н 02 М 3/335 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ! у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21 ) 3899857/24-07 (22) 27.05.85 (46) 07.12.86. Бюл. N 45 (72) И.И. Филиппов и В.П. Фоминых (53) 621.314.58 (088.8) .(56) Моин В.С. и Лоптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. — М.: Энергия, 1972, с,166, рис. 6-3.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1056391, кл. Н 02 М 3/335, 1983. (54) ОДНОТАКТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания элект„„SU 1275691 А 1 ронной аппаратуры. Цель — повышение надежности путем повышения стабильности выходных параметров. Устр-во содержит силовой транзистор 3, через первичную обмотку выходного трансформатора подключенный к входным выводам, узел 4 пуска и базовая обмотка

5, подсоединенные к входу транзистора 3, соединенного также с цепью, состоящей из конденсатора 18 и запи- рающего транзистора 19, управление которым осуществляется от цепей уп-. равления, содержащих конденсаторы, „диоды и резисторы. При увеличении, (уменьшении) напряжений на выходе

;устройства увеличивается (уменьшается) напряжение на измерительном

1235691 конденсаторе 31 и на выходе истоконого повторителя 26, что ведет к уменьшению (увеличению) времени от.крытого состояния силового транзистора 3 и уменьшению (увеличению) 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во оричных источниках питания электронной аппаратуры„

Цель изобретения — повышение надежности путем повышения температурной стабильности выходных параметров.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого однотактного стабилизированного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Однотактный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого поцключена к входным выводам через силово" транзистор 3 к управляющему переходу которого подключены пусковой узел на резисторе 4 и базовая обмотка 5 через базовые диод 6 и резистор 7 вь:— ходные обмотки 8 через выпрямительные диоды 9 подключены к сглаживаю.щим конденсаторам 10 и нагрузке II, управляющая обмотка 12 подключена через вспомогательный выпрямитель 13 к послецовательной цепочке, состоящей из первого резистора 14, времязадающего конденсатора 15 и второго резистора 16, и через первый диод 17 к накопительному конденсатору 18, соединенному через запирающий транзистор 19 с входом силового транзистора 3, измерительная обмотка 20 подключена через последовательную диодно-резистивную цепочку на втором диоде 21 и резисторе 22 к входу запирающего транзистора 19, к которому подключен также выход компаратора

23-, выполненного по схеме аналога однопереходного транзистора, первый вход которого соединен с времяэадающим конденсатором, а второй вход через диоды 24 и 25 соединен с выхоэнергии, накапливаемой в трансформаторе, и соответственно, к уменьшению (унеличению) напряжейий на выходе, за счет чего осуществляется стабилизация выходного напряжения. 2 ил.

2 дом согласующего блока, выполненного по схеме истокового повторителя 26, подключенного к ныходу вспомогательного выпрямителя 13,, и с первым 27, 5 источником опорного напряжения подУ ключенного к выходу вспомогательного выпрямителя 13 через токоограничивающий резистор 28. Времязадающий конденсатор 15 эашунтирован первым управляющим транзистором 29. К измерительной обмотке 20 через дополнительный диод 30 подключен измерительный конденсатор 31, зашунтированный через резистор 32, вторым управляющим транзистором 33. Базы первого 29 и второго 33 управляющих транзисторов подключены соответственно через ре- . зисторы 34 и 35 к измерительной обмотке 20, вход истокового повторителя 26 соединен с измерительным кон денсатором 31, второй источник 36 опорного напряжения подключен к точке соединения управляющей 12 и измерительной 20 обмоток и точке соединения резистора 14 и времяэадающего конденсатора 15.

Устройство работает следующим образом.

Открытие силового транзистора 3 током через пусковой резистор 4 в момент времени t (фиг.2с1) приводит к появлению тока через первичную обмотку 2 силового трансформатора 1 и напряжений на обмотках 5, 8, 12

:и 20.

Запирающий транзистор 19 закрыт и ток, протекающий через базовую обмотку 5, удерж|лвает силовой тран4О зистор 3 в открытом состоянии. Нагрузка ll.! II.I! отключена от трансформатора l выпрямительными диодами 9.1-9.h, в силовом трансформаторе 1 происходит накопление электро. магнитной энерго ни, и ток через си1275691 ловой транзистор 3 и первичную обмотку 2 линейно возрастает.

Накопительный конденсатор 18 за— ряжается по цепи: управляющая обмотка 12 — диод 17 — накопительный кон- 5 денсатор 18. Транзисторы 29 и 33 закрыты, так как к их управляющим переходам приложено напряжения запирающей полярности.

Напряжение на измерительном конденсаторе 31 пропорционально напряжениям на выходных каналах в предыдущем периоде и остается неизменным на данном интервале времени, так как измерительный конденсатор 31 подключен к высокоомному входу истокового повторителя 26. Напряжение на источнике 27 опорного напряжения в номинальном режиме меньше, чем напряжение на выходе истокового повторителя 26.

Времязадающий конденсатор 15 заряжается по цепи: обмотка 12 — диод

13 — резистор 14 — конденсатор 15 резистор 16. Напряжение на резисторе 16 равно разности опорного напряжения на источнике 36 и напряжения на времязадающем конденсаторе 15.

В момент времени t напряжение на резисторе 16 спадает до уровня 30 напряжения на выходе истокового повторителя 26 и происходит срабатывание компаратора 23, что ведет к появлению тока через управляющий переход запирающего транзистора 19, по- следний открывается и напряжение на накопительном конденсаторе 18 прикладывается к управляющему переходу силового транзистора, который формированно закрывается. Напряжение на 4р обмотках силового трансформатора 1 меняет свой знак и запирающий транзистор 19 удерживается в открытом состоянии напряжением обмотки 20, приложенным к управляющему переходу через диод 21 и резистор 22. Транзистор 29 открывается и времязадающий конденсатор 15 разряжается до нуля.

С момента времени t! энергия, на,копленная в силовомтрансформаторе 1, передается в конденсаторы 10 и 31 и в нагрузку 11. Одновременно открывается транзистор 33, шунтирующий через резистор 32 измерительный конденсатор 31. Напряжения на сглаживающих конденсаторах 10 и измерительном конденсаторе 31 пропорциональны коэффициентам трансформации между обмотками 8 и 20 (за вычетом падений напряжений на диодах 9 и 301. Если

mo какой-либо причине напряжение на одном из конденсаторов 10 окажется меньше, чем приведенное к нему напряжение на других сглаживающих конденсаторах 10, ro напряжения на обмотках трансформатора 1 на этапе передачи энергии огределяются конденсатор0М 10 с меньшим приведенным напряжением, так как напряжения на других обмотках 8 окажутся меньше, чем напряжения на соответствующих конденсаторах 10, к которым они подключены. В конденсатор 10 с большим значением приведенного напряжения энергия от трансформатора l не поступает до тех пор, пока его приведенное напряжение не сравняется с приведенными напряжениями других каналов.

IlpH изменении в широком диапазоне нагрузки любого иэ выходных каналов преобразователя в широком диапазоне изменяется и постоянная времени цепи нагрузки этого канала ь„; =С„д,.R н, / где С<, — емкость сглаживающего конденсатора i-го канала, R z — сопротивление нагрузки 1 -г0 канала.

Для повьппения точности стабилизации выходных напряжений каналов преобразователя необходимо, чтобы напряжение на измерительном конденсаторе

31 на этапе передачи энергии от трансформатора в нагрузку повторяло форму напряжения на конденсаторах 10 выходных каналов, для чего необходимо, чтобы постоянная времени с =С, " С „ была меньше постоянной времени цепи нагрузки любого иэ каналов. Кроме того, погрузка измерительного конг денсатора 31 резистором 32 на время передачи энергии от трансформатора в нагрузку устраняет его за счет коммутационных всплесков напряжений на обмотках трансформатора 1, а следовательно, устраняет вносимую при этом ошибку в точность поддержания выходных напряжений.

К моменту времени.1 2 энергия, накопленная в трансформаторе !, полностью переходит в нагрузку. В момент времени " напряжение на абмот2 ках трансформатора становится равным нулю, и транзисторы !9, 29 и 33 закрываются. Силовой транзистор 3 открывается под i-,åécòíèåì тока, проте1275

5 кающего через пусковой резистор 4, и процессы в устройстве повторяются.

Открытие силового транзистора 3 в предлагаемом устройстве происходит при отсутствии тока в силовой цепи, поэтому через пусковой резистор 4 протекает небольшой ток, смещающий управляющий переход силового транзистора 3 в прямом направлении.

При увеличении (уменьшении) напря- 10 жений на выходных каналах увеличива— ется (уменьшается) напряжение на измерительном конденсаторе 31 и на выходе истокового повторителя 26, что ведет к уменьшению (увеличению) времени.открытого состояния силового ранзистора 3 и уменьшению (увеличению) энергии, накапливаемой в трансформаторе, и, соответственно, к умеиьшению (увеличению) напряжений 2О на выходных каналах. Таким образом„ осуществляется стабилизация выходных напряжений однотактового преобразователя постоянного напряжения.

Предлагаемый однотактный стабили- 25 зированный преобразователь постоянного напряжения по сравнению с известным имеет большую температурную стабильность, так как не содержит оптрона, используемого в линейном режиме, имеет большую надежность, так как ограничивается максимальный ток в силовой цепи в режимах эапус— ка устройства и в большем диапазоне перегрузки. Предлагаемое устройство

«5 по сравнению с известным проще, так как не содержит усилителя обратной связи.

Формула из обретения О

Однотактный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения„ содержащий трансфооматор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам через силовой тран-@ эистор, к входу которого поцключены пусковой узел и цель базовой обмотки, управляющая обмотка подк.лючена через вспомогательный выпрямитель к последовательной цепочке, состоя— щей иэ первого резистора, времязадающего конденсатора и второго резистора, и через первый диод — к одному из выводов накопительного кондансатора, другим выводом соединенного через запирающий транзистор с входом силового транзистора, измерительная обмотка связанная первым

691 выводом через цег ь второго диода с входом запирающего транзистора, к которому подключен также выход компаратора, один из входов которого соединен с времязадающим конденсатором, цепь которого эашунтирована перBbIM управляющим транзистором, база которого через соответствующий резистор подсоединена к первому выводу измерительной обмотки, второй управляющий транзистор, согласующий блок, один из выводов которого соединен с выходом вспомогательного выпрямителя, а выходной вывод — с измерительнЫМ конденсатором, первый вывод которого соединен с первым выводом первого иэ .двух источников опорного напряжения, резисторы, о тл и ч а ю шийся тем, что., с целью повышения надежности путем повышения температурной стабильности выходных параметров, входной вывод согласующего блока, выполненного на истоковом повторителе, подключен к второму выводу измерительного конденсатова, подключенному через первый дополнительный диод к первому выводу измерительной обмотки, соединенному также через базовый резистор с ба=oA второго управляющего транзистора, при этом в цепь второго диода введен резистор, а силовая цепь второго управляющего транзистора через токозарающий резистор подсоединена параллельно измерительному конденсатору, первый вывод которого, соединенный с выходным выводом согласующего блока, соединен с вторым выводом накопительного конденсатора и через резистор истокового повторителя — с анодом одного из двух введенных диодов, катоды которых подключены к второму входу компаратора, а анод второго из введенных диодов присоединен к второму выводу первого источника опорного напряжения, соединенному через токоограничивающий резистор с выходом вспомогательного выпрямителя, при этом точка соединения первого резистора и времязадающего конденсатора, соединенная с одним из электродов первого управляющего транзистора, подключена также через второй источник опорного напряжения к точке со динения управляющей и измерительной обмоток, присоединенной к первому выводу измерительного конденсатора.

1275691 а) Составитель Т. Ершова

Техред В. Кадар

Корректор М. Деичик

Редактор Г. Волкова

Закаэ 6577/53 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4