Стабилизированный конвертор
Союз Советских
Соцналнстическкх
Респубпнк (ii)692028
Ж
/ (22) Заяa î 16.03.77 (21) 2462656/24-07 с присоединением заявки J% .(23) Приоритет
Опубликовано15.10,79, Бюллетень М 38
Н 02 М 3/335
Госудвротввнный кокнтвт
СССР но долам нзоорвтвннй н открытой (53) УД1(621.316. .722,1(088.8}
Дата опубликования описания 18.10, 79 (72) Авторы изобретения
Б. К. Гальс и В. М. Булык
Н аучно-исследовательский институт управляющих вычислительных машин (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР
Данный стабилизированный конвертор относится к электротехнике, и предназначен для использования в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры.
Известен стабилизированный конвертор, используемый для преобразования и стабилизации выпрямленного напряжения промышленной сети, содержащий импульсный стабилизатор напряжения, инвертор, выходныевыпрямители,фильтрыЯ
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизированный конвертор, содержащий подключенный входом к входным вьтводам двухтактный магнитногранзисторный инвдртор, вторичная обмотка выходного трансформатора которого через выпрямитель соединена с коллектором регулирующего транзистора, эмиттер которого через дроссель 1С)) -фильтра соединен с одним из выходных выводов, к которому подключен вход измерительного блока, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, выходом соединенного со входом формирователя, выход которого соединен с уйравляющими входом регулирующего транзистора, и опорный узел, причем другой выходной вывод соединен со средней точкой вторичной обмотки выходного трансформатора инвертора (2).
Недостатками .данного конвертора являются: наличие фильтра на выходе вы10 прямителя инвертора большие динамичесS кие потери в транзисторах инвертора (особенно при частотах преобразования
20 кГц), снижающие надежность работы и КОД последнего, а также вызывающие необходимость использования для трантБ зисторов инвертора громоздких радиато-, ров.
llew изобретения — уменьшение габаритов и массы, повышение К(Щ и надежности стабилизированного конвертора. а
Указанная цель достигается тем, что в стабилизированном конверторе j2) между другим входом блока сравнения и выходом опорного узла включен введенный з 692028 4 резистор, шунтирующий одну из диагоналей введенного выпрямительного моста, другая. диагональ которого через введенный дроссель соединена с введенной дополнительной обмоткой выходного трайсфор-5 матора укаэанного инвертора.
На фиг. 1 представлена структурная схема стабилизированного конвертора.
Стабилизированный конвертор содержит самовоэбуждающийся двухтайтный 10 магнитогранэисторный инвертор l c транзистором 2 и трансформатором 3 на выходе со вгоричными обмотками 4 и 5, выпрямитель 6, подключенный ко вторичной обмотке 4 трансформатора 3, подсое- 15 диненный к выходу выпрямителя 6 импульсный стабилизатор 7, состоящий иэ регулирующего транзистора 8, дросселя
9, конденсатора 10, измерительного блока 11, выход которого соединен с одним 20 из входов блока сравнения 12, опорного узла 13 и формирователя 14, выходом соединенного с регулирующим транзистором 8. Дополнительная обмотка 5 выходного трансформатора 3 через дроссель 15 2. "подключена к одной из диагоналей вы- прямительного моста 16, другая диаго« наль которого шунтируется резистором
17.
На. фиг. 2а изображено переменное 30 напряжение 0 >Р. подаваемое с обмотки 5 трансформатора 3 на входформирую-) щей цепи. На фиг. 26 пунктирной линией изображено переменное напряжение пилообразной формы О прл., которое было бы 35 получено на выходе формирующей цепи (резисторе 17), если бы в ней отсутствовал мостовой выпрямитель 16. Частота данного напряжения и частота переменного напряжения прямоугольной формы одйна- 40 ковы. На фиг. 26 сплошной линией изображено перемейное напряжение пилообраэ« ной формы удвоенной частоты U < < „,л, полученное на выходе формирующей цепи при.Наличии в ней мостового выпрямите- 45 ля.
На фиг. За пунктирной линией изображено напряжение опорного узла 0 О,э сплошной линией — напряжение на выходе измерительного блока U p.q... Пилообраз 50 ное напряжение U о.э, U„<> пил.иэобр женное на рис. За, представляет собой разность напряжения на выходе опорного узла 0с z и выходного напряжения формирующей цепи Ll @в.пил.. На рис. Зб 5 изображен ток 1 с на выходе блока для сравнения, на рис. Зв — ток 1, на; выходе формироватепя. Форма коллектор- ,ного тока 1 регулирующего транзистора 8 изображена на рис. Зг. На рис. Зд и Зе изображеныколлекторный ток 1g gee. транзистора 2 инвертора 1 и напряжение О,q > цэ. участка коллектор-эмиттер данного транзистора.
Рассмотрим принцип формирования пилообразного напряжения и его особенности. На вход формирующей цепи (дрос: . canb 15) подается прямоугольное напря .жение (рис. 2a) с обмотки 5 трансформатора 3. Если бы в формирующей цепи отсутствовал мостовой выпрямитель 16, то на ее выходе (резисторе 17) имело бы место переменное напряжение пилообразной формы (рис. 26, штриховая линия), частота которого совпадала бы с частотой напряжения на обмотке 5, а экстремальные значения этого пилообраз ного напряжения совпадали бы с моментами переключения транзисторов инвертора. При наличии выпрямительного моста 16 на выходе формирующей цепи получается однополярное пилообразное напряжение удвоенной частоты (рис. 26, сплошная линия), а минимум этого напряжечие всегда совпадает с серединой полупериода напряжения на обмотке 5.
На эту особенность данного пилообразного напряжения обращается особое внимание, так как она позволяет реализовать цель предлагаемого изобретения.
Рассмотрим процессы, происходящие в стабилизированном конверторе для полупериода преобразования инвертора 1, ко да транзистор 2 открыт. На интервалах и Cj- 4.(рис. 3 а) напряжение (О„- О )-U СО, поэтому блок, сравнения 1 2, формирователь 14- и регули рующий транзистор 8 находятся в запер гом сбстоянии. Коллекторный ток транзистора 2 инвертора 1 на этих интервалах равен току намагничивания трансформатора 3. На интервале
С приходом импульса формирователя от5 692028
1. Горбач А, В. Вторичные источники,.питания с ключевым стабилизатором, преобразователем и выпрямителем.
В книге Обмен опытом в рвдиопромьпылвнности 1972, вып. 2, стр. 75.-78.
2. Бобков В, А. и др. Миниатюрпзация вторичных источников питания, рвсчитанных на работу от промьпцлекной сети.
В книге Устройства вторичных источников электропитания — 1976, стр. 75. крывается нерегулирующий транзистор 8..
В результате его коллекторный ток и коллекторный ток транзистора 2 инвертора .принимают вид, изображенный на рис. Зг, д. В следующем полупериоде преобразо-. вания инвертора процессы проходят аналогично рассмотренным. При наличии дестабилизирующих факторов скважность импульсов регулнрующего трандистора 8 меняется так, что выходное напряжениеО п 10 остается неизменным с заданной точнос-. тью. Например, с увеличением входного напряжения импульсного стабилизатора увеличивается напряжение на вьгходе измерительного блока 11, в результате уменьшается длительность импульсов блока сравнения 12, формирователя 14 и регулирующего транзистора 8 при неизменной их .,частоте следования. Следует обратить внимание, что при указанном изменении длительностей импульсов их
Временная ось симметрии всегда совпадает с осью симметрии полупериода пре-. образования (момент времени 6 на рис. 3) °
В связи с тем, что импульс коллекторного тока регулирующего транзистора
8 меньше по длительности полупернода преобразования инвертора 1 и его врв30 менная ось симметрии совпадает с серединой полупериода преобразования, отпадает необходимость в сглаживакицем, г фильтре на выходе выпрямителя 6, что позволяет уменьшить габариты и вес стабилизированного конвертора. Из-зв тако35
ro соотношения по длительности импульса регулирующего транзистора и полупериода преобразования, включение и выключение каждого транзистора инвертора происходит при его коллекторном токе, равном току намагничивания трансформатора (моменты времени î и tg рис. 3 д е) °
Но поскольку максимальное значение то- ка намагничивания трансформатора 3 не превышает несколько процентов от амплитуды тока коллектора транзистора инвертора, то динамические потери при переключении транзисторов будут черезвы- чайно малы, что значительно повышает надежность работы транзисторов инвертора и позволяет уменьшить габариты и вес стабилизированного конвертора эа счет резкого уменьшения габаритов и веса теплоотводяших радиаторов транзнсторов инвертора.
Из рис. 3 видно, что частота переключения регулирующего транзистора 8 в двв раза выше частоты инвертора, что позволяет уменьшить габариты и вес стабилизированного конвертора за счет уменьшения размеров и веса дросселя 9 и конденсатора 10, I
Следует отметить, что в двпном стабилизированном конверторе можно приме- . нить любой другой двухтактный инвертор с свмовозбуждением или посторонним возбуждением, у которого силовой трансформатор работает в линейном режиме, т. е. в его мвгнитопроводе отсутствует периодическое насьппение.
Формула изобретения
Стабилизированный конвертор, содержащий подключенный входом к входным выводам двухтактный магнито-транзисторный инвертор, вторичная обмоткв выходного трансформатора которого через выпрямитель соединена с коллектором регулирующего транзистора, эмиттер которого через дроссель LCD -фильтра соединен с одним из выходных выводов, к которому подключен вход измерительного блока, выход которого соединен с одним. из входов блока сравнения, выходом соединенного со входом формирователя, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего транзистора, н опорный узел, причем другой выходный вывод соединен со средней точкой вторичной обмотки выходного трансформатора инвертора, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы, повышения надежности и КПД, между другим входом блока сравнения и выходом опорного узла включен введенный резистор, шунтирующий одну из диагоналей введенного выпрямительного моста, другая диагональ которого через введенный дроссель соединена с введенной дополнительной обмоткой выходного трансформатора укаэанного инверторв.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
