Стабилизированный транзисторный конвертор

 

Изобретение относится к силовой электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Конвертор содержит блок 1 питания, дополнительные обмотки 2 и 3 трансформатора 4 инвертора 5, регулирующий транзисторный ключ 6 на первом и втором транзисторах 7 и 8, дополнительные обмотки 9 и 10 трансформатора 11 задающего генератора 12, транзистор 13 управления, дроссель 14 фильтра, вторичные обмотки 15 - 17 трансформатора 4, выходные выпрямители 18 - 20, конденсаторные фильтры 21 - 23, блок 27 сравнения, модулятор 28, компаратор 29 фазы, вторичные обмотки 30, 31 трансформатора 32 модулятора 25, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой диоды 33-38, автономный инвертор. Цель достигается за счет регулирования конвертора в двух зонах. Первая зона предназначена для работы в номинальном режиме входного напряжения с неполной глубиной модуляции и малыми импульсными помехами, а вторая зона - при выбросах напряжения блока питания. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (1И

9 А1 (ц) Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЬ!Й НОМИТЕТ по изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

И А BTQPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4388605/24-07 (22) 09.03.88 (46) 30,04,90, Вюл. N - 16 (71) Харьковский государственный,. университет им, А.И.Горького (72) И.В.Дитяткин, Н.Д,Терещенко, В.М.Шкоп и Л.В.Иаленко (53) 621,314.57(088,8) (56) Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи, И,.

Энергоатомиздат, 1986, с. 164.

Авторское свидетельство СССР

У 501456, кл. Н 02 М 3/335, 1970. (54) СТАЬИЛИЗИРОВАННИЙ ТРАЙЗИСТОРН(41

КОНВЕРТОР (57) Изобретение относится к силовой электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей. Конвертор содержит блок 1 питания, дополнительные обмотки 2 и 3

2 трансформатора 4 инвертора 5, регулирующий транзисторный ключ б на первом и втором транзисторах 7 и 8, дополнительные обмотки 9 и 10 трансформатора 11 задающего генератора 12 транзистор 13 управления, дроссель 14 фильтра, вторичные обмотки 15-17 тран— сформатора 4, выходные выпрямители

18-20, конденсаторные фильтры 21-23, блок 27 сравнения, модулятор 28, компаратор 29 фазы, вторичные обмотки

30 и 3! трансформатора 32 модулятора

28, первьк, второй, третий, четвертый, пятый и шестой диоды 33-38, автономный инвертор. Цель достигается за счет регулирования конвертора в двух зонах, Первая зона предназначена для работы в номинальном режиме вход- у . ного напряжения с неполной глубиной модуляции и малыми импульсными помехами, а вторая эона — при выбросах напряжения блока питания. 3 ил. 1 561169

Изобретение относится к силовой электротехнике и может быть исполь зовано при разработке вторичных источников питания.

Цель изобретения - расширение функS циональных возможностей конвертора.

На Фиг. 1 представлена схема стабилизированного транзисторного конвертора, на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства на Аиг.3 конвертор, в котором функции saga ющего генератора и инвертора совмеще( ны в блоке автономного инвертора.

Конвертор (фиг.1 и 3) содержит входные выв оды 1, до пол ни тел ьные о 6мотки 2 и 3 трансформатора 4 инвертора 5, регулирующий транзисторный ключ

6 на первом и втором транзисторах 7 и 8, первая и вторая дополнительные обмотки 9 и 10 трансформатора 11 задающего генератора 12, транзистор 13 управления, дроссель 14 фильтра, вторичные обмотки 15-17 трансформатора 4, выходные выпрямители 18-20„ конден- 25 саторные фильтры 21-23, выходные выводы 24-26, блок 27 сравнения, модулятор 28, компаратор 29 фазы, вторичные обмотки 30.и 31 трансформатора 32 модулятора 28, с первого по шестой диоды 33-38 и автономный инвертор 39 (фиг.3).

Стабилизированный транзисторный конвертор работает следующим образом.

Энергия от входных выводов 1 через 35 первую и вторую дополнительные обмотки 2 и 3 выходного .Рансформатора 4 инвертора 5, регулирующий транзисторный ключ 6 на первом и втором транзисторах 7 и 8, первую и вторую до- 40 полнительные обмотки 9 и 10 трансформатора 11 задающего генератора 12, транзистор 13 управления и дроссель

14 фильтра подается на инвертор 5 с трансформатором 4, вторичные обмотки 45

15-17 которого подключены через вьгходные выпрямители 18-20 и конденсаторные фильтры 21-23 к соответствующим выходным выводам 24-26. Задающий. генератор 12 с трансАорматором 11 формирует переменные прямоугольные напряжения с коэффициентом 0,5 заполнения импульса. Сигнал рассогласования между напряжением на нагрузке и некоторым эталонным напряжением блока 27 сравнения с выхода этого блока поступает на вход модулятора 28, синхронизированного по частоте с напряжением задающего генератора 12, Выходные импульсы модулятора 28, сдвиг фазы которых относительно напряжения задающего генератора определяется б сигналом рассогласования на выходе блока 27 сравнения, подаются на вход компаратора 29 фазы, который выходом устанавливает транзистор 13 либо в закрытое, либо в открытбе состояние, Предположим, напряжение и, блока питания ниже требуемого и (Аиг.2а, интервал Оа). Это соответствует такому состоянию выхода компаратора 29

Фазы (u », = О), при котором транзистор 13 заперт (фиг.26). В этом случае к переходам база — эмиттер транзисторов 7 и 8 подается двухполярное импульсное напряжение и < и ив (фиг.2в,r) только с обмоток 30 и 31 выходного трансформатора 32 модулятора 28 (напряжение и д). Коэффициент заполнения импульсов этого напряжения равен 0,5, а сдвиг фазы СР (Аиг.2п,, е) относительно напряжения и, на обмотках трансформаторов 4 и 1 1 соответственно инвертора 5 и задающего генератора 12, работающих синфазно, определяется уровнем напряжения на входе модулятора 28, поступающим с выхода блока 27 сравнения. При таком управлении транзисторы 7 и 8 совместно с третьим и четвертым диодами 35 и 36 и обмотками 2 и 3 трансформатора 4 инвертора 5 работают в режиме управляемого выпрямителя, который с учетом включения последнего последовательного с блоком питания образует вольтреверсивный каскад. Действительно, если открытое состояние, например транзистора 7 совпадает с согласным по отношению к блоку питания напряжением и (Фиг.2ж) на обмотке 2, то выходное напряжение и вольтреверсивного каскада равно сумме напряжений u „ и и< соответственно источника питания и на обмотке: uI3p макс и (иа

При встречном включении и вр. мин " «p °

Следовательно, при изменении фазы выходного напряжения и<8 на обмотках

30 и 31 трансформатора 32 модулятора 28 относительно фазы выходного напряжения uz, и (фиг.2ж,з) в обмотках 2 и 3 выходного трансАорматора 4 о инвертора 5 от 180 до О (фиг. 2д, е) выходное напряжение вольтревер сив ного каскада u z изменяется от и ц „с до и < миц (фиг.2и, интервал Оа) . Таким

5 15611 образом, получаем первую зону регулирования, Предположим далее, что напряжение и 1 блока питания повышается и на участке af (фиг.2а) превысит требуемое и, Это соответствует тому, что сдвиг фаэ между напряжением uzi на обмотках трансформатора 32 модулятора 28 и напряжением и, на обмотках трансформатора 11 задающего генератора 12 переходит в область отрицательных значений (0 (фиг. 2д, е) . Компаратор

29 фазы переходит в такое состояние, при котором транзистор 13 открывается (фиг.2б). При этом базовые выводы транзисторов 7 и 8 через пятый и шестой диоды 37 и 38, обмотки 9 и 10 трансформатора 11 и силовой переход транзистора 13 подключаются к общей 20 точке указанных транзисторов и к переходам база — эмиттер транзисторов 7 и 8 подводятся несимметричные двухполярные импульсные напряжения u и и8 (фиг.2в,г), соответствующие закрытому состоянию транзисторов 7 и 8 на большей части периода. При таком режиме работы часть периода выходного напряжения вольтреверсивного каскада отсекается, при этом ток дросселя 14 замыкается через первый диод 33. Получаем вторую зону регулирования (фнг,2и, интервал а K) . При выбранной согласно фиг.1 полярности включения обмоток транзисторы 7 и 8 отсекают вольтслагающую часть, поэтому переход на вторую зону регулирования— зону с изменением напряжения на выходе вольтреверсивного каскада от u

Ьр. И IE до 0 при изменении фазы от 0 до 180 .происходит монотонно.

Работа конвертора по второму варианту (фиг ° 3) отличается только тем, что сигнал синхронизации для модулятора 28 и опорный сигнал для компаратора 29 фазы подается непосредственно

45 от автономного инвертора 39, a,ñèãíàë обратной связи на вход блока 27 сравнения подводится от входных зажимов автономного инвертора 39.

Таким образом, рабочий диапазон регулирования конвертора разбиваетея на две зоны. Первая эона может быть предназначена для работы в номинальном режиме с неполной глубиной модуляции и малыми импульсными помехами, а вторая зона — при выбросах напряжения источника питания, возникающих

69 6 например, в генераторах при отключении потребителя с соизмеримой мощностью.

Формула изобретения

Гтабилизированный транзисторный конвертор, содержащий регулирующий ключ, выполненный на первом и втором транзисторах, объединенных змиттерами, дроссель фильтра, инвертор с трансформатором, вторичная обмотка которо< го через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, задающий генераторр с трансформа тором, вторичные обмотки которого подключены к входам управления инвертора, блок сравнения, входом подключенный к выходным выводам, модулятор с трансформатором, вторичные обмотки которого подключены к управляющим входам первого и второго транзисторов регулирующего клича, причем два входа модулятора подключены к выходам блока сравнения и задающего генератора, транзистор управления, первый диод, подключенный катодом к точке соединения эмиттеров первого и второго транзисторов и одним из выводов дросселя фцл, другой вывод которого через второй диод соединен с положительным вхоцным выводом, а аноц первого диода подключен к отрицательному входному выводу, о т л и-ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей конвертора, в него введены третий и четвертый, пятый и шестой диоды, первая и вторая дополнительные обмотки трансформатора инвертора, первая и вторая дополнительные обмотки трансформатора задающего генератора и компаратор фазы, причем первая и вторая дополнительные обмотки трансформатора инвертора одними выводами через тре;тий и четвертый диоды соответственно подключены к коллекторам первого и второго транзисторов регулирующего ключа, а объединенными другими выводами — к положительному входному выводу, компаратор фазы двумя входами связан с выходами запирающего генератора и модулятора, а выходом — с базой управляющего транзистора, коллек.тор которого через первую и вторую дополнительн4е обмотки задающего генератора и пятый и шестой диоды подключены к базам первого и второго транзисторов регулирующего ключа.

1561169

Составитель Ю,Верховодов

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Редактор М.Петрова

Заказ 982 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101