Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания для питания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, в частности требующей повышенного напряжения (порядка десятков или сотен вольт).Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем его стабилизации вплоть до режима холостого хода. Преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной обмоткой, состоящей из М секций 3.1-З.М, М-разделительных диодов 6.1-6М, силовой транзистор 4, компаратор 8, емкостный накопитель 7 энергии, источник 5 управляющих импульсов и ключевой элемент 10. Введены первый 12 и второй 13 диоды, делитель напряжения 14. Выходное напряжение поддерживается неизменным при любом режиме разряда накопителя 7. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 M 3/335

ГОсудАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4652873/07 (22) 20.02;89 (46) 07 11.91. Бюл. t4 41 (72) В.С.Уманский

{53) 621.314.58 (088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

М 1270878, кл. Н 03 К 3/26, 3/53, 1986.

Патент Англии

М 1267721, кл. Н 3 Т, 1972. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам электропитания для питания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, в частности требующей повы„„Я „„1690121 А1 шенного на ряжения (порядка десятков или сотен вольт). Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем его стабилизации вплоть до режима холостого хода. Преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной обмоткой, состоящей из M секций 3.1 — 3.М, М-разделительных диодов 6.1-6М, силовой транзистор 4, компаратор 8, емкостный накопитель 7 энергии, источник 5 управляющих импульсов и ключевой элемент 10.

Введены первый 12 и второй 13 диоды, делитель напряжения 14. Выходное напряжение поддерживается неизменным при любом режиме разряда накопителя 7. 2 ил.

1690121

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, в частности требующей повышенного напряжения (порядка десятков вольт и выше).

Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем его стабилизации вплоть до режима холостого хода.

На фиг,1 показана принципиальная электрическая схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг.2 — временные диаграммы напряжений.

Преобразователь постоянного напряжения, выполненный в виде однотактного обратноходового преобразователя (фиг.1), содержит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной обмоткой в виде M секций 3.13.М, силовой транзистор 4, источник 5 управляющих импульсов (например, мультивибратор), M разделительных диодов 6.16.М, емкостный накопитель 7. энергии, компаратар 8, источник 9 опорного напряжения, а также ключевой элемент 10. Трансформатор 1 снабжен дополнительной обмоткой 11, введены первый 12 и второй

13 диоды, а также измерительный делитель 14 напряжения. Ключевой элемент 10 может быть выполнен на основе какого-либо известного схемного решения. Он может содержать, например, р-и-р и и-р-и транзисторы 15 и 16, включенные по схеме неинвертирующего усилительного каскада. База-эмиттерные переходы транзисторов эашунтираваны резисторами 17 и

18. Транзистор 15 зашунтирован ограничительным диодом 19. (например, лавинным диодом).

В ряде случаев для улучшения условий . выключения транзистора 4 может использоваться известная RCD-корректирующая цепочка 20,. включенная параллельно транзистору. Эта цепочка выполнена, например, в виде конденсатора 21 и резистора

22, включенных последовательно, причем резистор 22 эашунтираван диодом 23.

При этом первичная обмотка 2 трансформатора 1 подключена к входным выводам питания с напряжением Ед через силовой транзистор 4, К ега управляющему переходу подключен источник 5 управляющих импульсов, Секции 3.1 — З.M вторичной обмотки трансформатора соединены через разделительные диоды 6.1-6.M последовательно-согласна и подключены к выходным выводам, к которым подсоединен емкостный накопитель 7. Один вход компаратара

8 подключен к источнику 9 опорного напря жения. К выходным выводам подключен делитель 14 напряжения, средняя точка

KoTopoI 0 подключена к второму входу компаратара 8, выход которого подключен к входу ключевого элемента 10, например, к базе транзистора 16, Ключевой элемент 10 совместно с первым диодом 12 и допалнительной обмоткой 11 трансформатора 1 образует подключенную к выходным выводам последовательную цепь. В ней обмотка 11 и диод 12 включены согласно с секциями 3.110 3.M вторичной обмотки и с разделительными диодами 6,1-6.M. Второй диод 13 шунтирует силовой транзистор в обратном направлении.

Преобразователь работает следующим образам.

При поступлении очередного управляющего импульса Е5 от выхода источника 5 на базу транзистора 4 он насыщается и через него и обмотку 2 трансформатора 1 начинает протекать так Iz, имеющий пилообразную

20 форму (фиг.2 а, б), Диоды 6.1 — 6.M и 12 при этом заперты, поскольку секции 3,1 — З.М вторичной обмотки и обмотки 11 трансформатора 1 включены встречно относительно

25 обмотки 2. В момент Тэ окончания импульса

Е транзистор 4 запирается, в индуктивнасти обмотки 2.возникает ЭДС самаиндукции обратного, знака, пад действием которой отпираются диоды 6.1 — 6.M. Энергия, накопленная в индуктивнасти обмотки 2, при этом

30 передается через упомянутые диоды и секции 3,1-3,М вторичной обмотки в накопитель 7. Через него в эта время протекает импульс зарядного тока Iz (фиг,2 B), выходное напряжение Е7 на накопителе при этом возрастает (фиг.2 г). Как только эта напряжение достигнет заданного наминала Ez„. напряжение на выходе делителя 14 и на неинвертирующем входе кампаратора 8 становится равным опорному напряжению источника 9 на инвертирующем входе. В результате на выходе кампаратара 8 появляется положительный импульс Ее, который поступает на базу п-р-и транзистора 16 и отпирает ега, при 3ТоМ насыщается р-ll-p транзистор 15 (фиг.2 г). Накопитель 7, заряженный да напряжения Ет Е7, через насыщенный транзистор 15 и диод 12 подключается к обмотке 11 трансформатора 1.

При этом напряжения на анодах диодов

6,1 — 6.M становятся отрицательными и ани

50 запираются, протекание тока I7 заряда при этом прекращается (фиг.2 в, г), Накоэтом отпирается. Напряжение Е4 на коллекторе силового транзистора 4 имеет форму, показанную на фиг.2е, Ограничительный. питель 7 разряжается током 1 1 в течение

55 времени Тз существования импульса Ед через транзистор 15 в ключевом элементе 10 и через обмотку 11 (фиг.2д). Диод 13 при

1690121

0 д д

Т7

У

07! Е6

4 ч

Составитель H. Войтович

Редактор Н. Тупица Техред M.Mîðãåíòàë Корректор ТМалец

Заказ 3823 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 диод 19 (например, лавинного типа) обеспечивает защиту транзистора 15 от перенапряжений в момент Тв запирания при ненулевом значении тока 111 (г еренапряжения возникают в индуктивности обмотки 5

11). Избыточная энергия из накопителя 7 передается в шины питания ч-Еп через обмотку 2 и диод 13, Выходное напряжение Е7,, таким образом, поддерживается неизменным при лю- 10 бом режиме разряда накопителя 7. Так, при его полном разряде в интервалах между импульсами Ев длительность Тв импульсов Ев и! <> будет минимальной, если Тб=сопа1, При холостом ходе длительность указанных им- 15 пульсов будет соответственно максимальной.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напря- 20 женил, выполненный в виде однотактного обратноходового преобразователя, содержащий трансформатор, первичная сбмотка которого подключена к входным выводам через силовой транзистор, .к управляющему 25 переходу которого подключен источник управляющих импульсов, секции вторичной обмотк::- грансформатора соединены через разделительные диоды последовательносогласно i. подключены к выходным выводам, к которым подсоединен емкостной накопитель, компаратор, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, и ключевой элемент, О т л и i аю щ -. и с я тем, что, с целью повышения качг-.ства выходного чспряжения путем его стабилизации вг лоть до режима холостого хода, введены дополнительная сбмотка трансформ.-тора первый и второй диоды и измерительный делитель напряжения, при этом к выходным вь .:водам подклю,ен измерительный дел;»ель напряжения, с"едняя точка ко-,орого подключена < доугому входу компзратора, выход которого подключен к входу ключевого элемента, который совместно с первым диодом и дополнительной обмоткой трансформатора образует подключенную к выхс,":,ным выводам последовательную цепь, в которой дополнительная обмотка и первый диод включены согласно с секциями вторичной обмотки и разделительными диодами, а 8TUpoA диОд шунти рует силовой транзистор в обратном направлении,