Преобразователь-стабилизатор постоянного напряжения

 

О Л И С А Н И Е (и) 49I94l

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ф„ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.09.72 (21) 1828400/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 06.02.76 (51) М. Кл. С 05f 1/64

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. М. Раинчик (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯ)КЕН ИЯ

Изобретение относится к области электротехники.

Известны преобразователи-стабилизаторы постоянного напряжения, содержащие задающий генератор с управляющей и запирающей обмотками, двухтактный усилитель мощности, транзисторный ключ, широтно-импульсный модулятор, силовой и вспомогательный выпрямители. Недостатком таких преобразователейстабилизаторов является то, что при запертом ключе, когда ток в базовых цепях транзисторов усилителя мощности отсутствует и нет падения напряжения на базовых сопротивлениях, к базам транзисторов прикладывается удвоенное напряжение, т. е. напряжение обеих половин управляющей обмотки. Кроме того, включение регулирующего транзистора в цепь управления транзисторами усилителя мощности приводит к снижению к.п.д. преобразователястабилизатор а.

Для снижения напряжения на базах транзисторов усилителя мощности и повышения к.п.д. преобразователя-стабилизатора в предлагаемом преобразователе-стабилизаторе транзисторный ключ включен между общей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности и средним выводом запирающей обмотки трансформатора задающего генератора, крайние выводы которой подключены к базам транзисторов усилителя мощности через диоды. При таком подключении обратное напряжение на базах транзисторов усилителя мощности не удваивается.

На фиг. 1 изображена принципиальная схе5 ма описываемого преобразователя-стабилпза тора; на фиг. 2 — графики напряжений на его элементах.

Преобразователь-стабилизатор содержит задающий генератор 1 с выходными обмотка10 ми: управляющей 2 — 3 со средним выходом 4, подключенной через резисторы 5 и 6 ко входу транзисторов 7 и 8 усилителя мощности, и запирающей 9 — 10 со средним выводом 11, подключенной к тем же точкам через диоды 12 и

15 13. Напряжения этих обмоток подводятся ко входу усилителя мощности в противофазе. Ко вторичным обмоткам выходного трансформатора 14 подключены выпрямитель 15 обратной связи и силовой выпрямитель 16. Для сглажи2Q вания пульсаций напряжения служат фильтры

17 — 20. Широтно-импульсный модулятор (ШИМ) содержит составной регулирующий транзистор — ключ 21. включенный в средннй вывод 11 запирающей обмотки 9 — 10.

25 Усилитель постоянного тока (УПТ) со схемой сравнения включает в себя транзистор 22, коллекторную нагрузку — резистор 23. источник опорного напряжения — стабплптрон 24, делитель напряжения — переменный резистор зп 25 и резистор 26 в цепи эмиттера. Генератор

491941 пилообразного напряжения, состоящий из мостово o выпрямителя 27, конденсатора 28 и делитслч па резисторах 29» 30, подключен:ходом к трансформатору задающсго генератора

1, а выходом к эмиттеру транзистора 22 УПТ и базе модулирующего транзистора 31. Двухполупериодный выпрямитель 32, 33 через резистор 34 подсоединен к базе ключа 21.

Преобразогатсль-стабилизатор работает следующим образом.

Открытому состоянию ключа 2! (напряжение U» па фиг. 2) соответствует закрытое состояние транзисторов 7 и 8, так как на их базы подается запирающий потенциал от обмотки

9 — 10. В данной схеме запирающий импульс прикладывается непосредственно к базам транзисторов, что способствует более полному их запираншо, а следовательно, уменьшению потерь. Тр анзистор ный ключ упр авляется модулирующим транзистором 31 (напряжение

U» па фиг. 2), работающим на удвоенной частоте задающего генератора, На входе этого транзистора (на участке эмпттер — база) сравниваются два напряжения — пилообразное U>, снимаемое с резистора 30 генератора пилообразного напряжения, и постоянное напряжение коллектора транзистора 22 — U„.». В момент времени, когда Un) Un22, к базе относительно эмиттера прикладывается отрицательное напряжение и транзистор открыт, и наоборот, при U„(U„2 к базе прикладывается положительное напряжение и транзистор закрыт.

Открытому состоянию транзистора 31 соответствует закрытое состояние ключа 21, так как к его базам непосредственно и через диод 35 прикладывается положительное напряжение, равное падению напряжения на резисторе 23.

При закрытом состоянии транзистора 31 к базе транзистора 21 прикладывается отрицательное напряжение от выпрямителя 32, 33 через резистор 34. Так как пилообразное напряжение формируется из прямоугольных импульсов задающего генератора, то после выпрямления при помощи мостового выпрямителя 27 его частота равна удвоенной частоте задающего генератора. Таким образом, частота работы ключа в данной схеме находится в строгом соответствии с частотой задающего генератора.

Напряжение обратной связи, снимаемое с выпрямителя 15, подается на вход схемы сравнения и УПТ. При изменении напряжения обратной связи изменяется напряжение на коллекторе транзистора 22. Это приводит к изме1р нению соотношения закрытого и открытого состояний транзистора 31, а следовательно, и транзисторов 7 и 8 усилителя мощности. При увеличении амплитуды импульсов уменьшается их длительность. Площадь импульсов, а

15 следовательно, и среднее значение напряжения остаются почти без изменения (см. эпюру напряжения U>4 на фнг. 2, соответствующую напряжению на обмотке трансформатора 14, причем эпюры напряжений на фиг. 2,а соот2р ветствуют меньшему значению входного напряжения, а на фиг. 2,б — большему по амплитуде входному напряжению).

Частота работы ШИМ может быть не связана с частотой задающего генератора. В этом

2G случае для уменьшения влияния биений она должна в 20 — 30 раз превышать частоту задающего генератора.

Формула изобретения

Преобразователь-стабилизатор постоянного напряжения, содержащий задающий генератор с управляющей и запирающей обмотками, двухтактный усилитель мощности, транзисторный ключ, широтно-импульсный модулятор, силовой и вспомогательный выпрямители, отличающийся тем, что, с целью снижения напряжения на базах транзисторов усилителя мощности и повышения к.п.д. преобразователя-стабилизатора, транзисторный ключ

4р включен между общей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности и средним выводом запирающей обмотки трансформатора задающего генератора, а крайние выводы указанной обмотки подклю чены к базам транзи45 сторов усилителя мощности через диоды.

491941 Л

Составитель Л. Стрелкин

Техред Е. Митрофанова

Корректоры: Е. Давыдкина и В. Дод

Редактор А. Пейсоченко

Типография, пр. Сапунова, 2

3 a> аз 95/13 Изд. № 1964 Тираж 869 Подписное

Ц1-1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5