Транзисторный многокаскадный преобразователь

 

(11) 6О5300

Яуд Ядре ",.. фацваяксткиескк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.06.74 (21) 2038598/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78, Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 21.04.78

Государстееикый кемитет

Сееета Мкнкстреа ЮСР га дедам к:е5ретеиий и еткрытий (72) Авторы изобретения

Б. Л. Уан-Зо-Ли и В. С. Моин (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ МНОГОКАСКАДНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ зистора. Вследствие этого в цепь базы силовых транзисторов в некоторых режимах подается излишне большой ток, и усилитель имеет пониженный КПД. Кроме того, потери в силовой цепи регулпровочного транзистора также вызывают уменьшение КПД.

Цель изобретения — повысить КПД усилителя путем улучшения условий согласования выходного v предконечного каскадов. Эта

IO цель достигается тем, что в транзисторном многокаскадном преобразователе постоянного тока в переменный, содержащим выходной каскад с датчиком тока в цепи его питания, предоконечный каскад, в цепи питания кото15 рого имеется регулятор тока, один вход цепи управления которого соединен с указанным датчиком тока, введен второй датчик тока в цепь питания предоконечного каскада, соединенный с вторым входом упомянутой цепи

20 управления.

На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя.

Преобразователь состоит из нескольких каскадов, например выходного ключевого каска25 да 1, на выходе которого через трансформатор 2 включена нагрузка 3, и предоконечного ключевого каскада 4, управляемого внешними спнхроншзи рующнмп импульсами, поступающими, например, от генератора 5. Все каска30 дгя питаются параллельно от источника постоИзобретение относится к области электро= техники и может быть использовано в выходных каскадах статических преобразователей регуляторов, стабилизаторов систем электропитания и автоматики.

Известные многокаскадные преобразователи .постоянного тока в переменный, в которых ток управления силовыми транзисторами выходного каскада пропорционален току нагрузки этого каскада. Для этой цели используются токовые трансформаторы, включенные в каждое плечо усилителя.

В мостовых усилителях это решение ведет к значительному усложнению схемы, так как каждый токовый трансформатор должен быть снабжен дополнительными цепочками пуска, размагничивания сердечника, активного запирания силового транзистора и другими элементами.

Известны также ключевые усилители, в которых в цепь питания редконечного каскада включен регулятор тока, регулирующий транзистор, а вход цепи управления этого регулятора соединен с датчиком тока нагрузки выходного каскада. Недостатком такого решения является нестабильность пропорциональности между током управления и током нагрузки силовых транзисторов вследствие изменения параметров (коэффициента усиления и входного сопротивления) регулировочного тран1

I ! !

1 (53) УДК 621.314.58 (088.8) (51) М Кл. - Н 02М 7!537

605300 г д

I0

I5

40 янного напряжения. В цепь питания предоконсчного каскада включен регулятор тока 6, управляемый от блока 7, на вход которого подана разность сигналов, снимаемых с датчика тока 8 в цепи питания оконечного каскада и датчика тока 9 в цепи питания предоконечного каскада.

Работа схемы основана на сравнении мгновенного значения тока предоконечного каскада с мгновенным значением тока выходного каскада 1, определяемого величиной и характером нагрузки 3. Сигнал, снимаемый с датчика тока 9, непрерывно сравнивается с сигналом, снимаемым с датчика тока 8. Разность этих сигналов воздействует через блок 7 на регулятор тока б. Если разность положительна, регулятор уменьшает ток питания предоконечного каскада и пропорциональный ему ток на выходе предоконечного каскада, являющийся током управления выходного каскада, Это происходит до тех по р, пока разность указанных сигналов е станет близкой нулю.

Таким образом, в предложенной схеме ток управления выходным каскадом автоматически следит за током нагрузки этого каскада, что обеспечивает высокий КПД усилителя в широком диапазоне изменения нагрузок, в том числе и при пусковых перегрузках.

На фиг. 2 показан пример выполнения. предложенной схемы, в которой в качестве регулятора б использован ключевой регулятор, состоящий из транзистора 10, дросселя 11, диода 12 и конденсатора 13, В цепь нагрузки регулятора включен предоконечный ключевой усилитель на транзисторах 14 и 15 и трансформаторе 16, нагруженном на входные цепи силовых транзисторов 17 и 18 выходного каскада. В качестве датчиков 8 и 9 использованы низкоомные резисторы. Блок управления регулятором содержит дифференциальный усилитель и широтно-имульснь, и модулятор любого кзвестного вида. Частота переключения транзистора 10 выбрана по меньшей ме. ре на порядок превышающий рабочую частоту переключения транзисторов 14, 15 и 17, 18, Схема раоотает по замкнутому циклу описанным выше образом, стабилизируя ток управленкя транзисторов 17, 18 на уровне их тока нагрузки, Опорным сигналом для регулятора является напряхкение на резисторе 8.

Посредством блока 7 ток нагрузки регулятора, измеряемый резистором 9, поддерживается, пропорциональным опорному сигналу независимо от изменения напряжения питания преобразователя температуры окружающей среды и других факторов. Благодаря повышенной частоте переключения транзистора ток в цепи нагрузки регулятора практически безынерционно следит за токсм нагрузки преобразователя 1. Следовательно, ток базы транзисторов

17 и 18 всегда находится в постоянном соотношении с током коллектора этих транзисторов, т. е. осу ществляется токовая обратная связь. Благодаря этому в базовой цепи силовых транзисторов отсутствуют балластные резисторы и потери мощности в цепи управления преооразователя малы в широком диапазоне изменения величины и характера нагрузки.

Формула изобретения

Транзисторный миогокаскадный преобразозатсль постоянного тока в переменный, содержащий выходной каскад с датчиком тока в цспи его питания, предоконечный каскад, в цепи пк".àí„ ÿ которого имеется регулятор тока, один вход цепи управления которого соединен с указанным датчиком тока, о тл ич а и шийся тем, что, с целью повышения

КПД путем улучшения условий согласования выходного и прсдоконечного каскадов, в цепь питания прсдокоцечного каскада введен второй датчик тока, соединенный с вторым входом упомянутой цепи управления.

805300

Рцг. /

Заказ 589/13 Изд. № 409 Тираж 892 г1ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель Б. Каржавов

Редактор В. Левятов Техред А. Камышннкова Корректоры: И. Позняковская и Л. Брахнина