Стабилизированный конвертор
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Н 02 М 3/335 (22) Заявлено 07.04.78 (2l ) 2600982/24 — 07 с присоединением заявки Ж 2600981/07 Государстееиный комитет (28) Приоритет по делам изабретений и открытий Опубликовано 23.08 80. Бюллетень ¹ 31 (53) УДK621.314..57 (088.8) Дата опубликования описания 23.08.80 {72) Авторы изобретения В. В. Захаров, А. Ф. Сукач, И. К. Васильева, 10. Г. Дычко и Г. С. Найвельт (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания различных радиотехнических систем. Известны стабилизированные конверторы, которые имеют низкис КПД и надежность, сложную схему управления (1), (2), (3) . Из известных технических решений наиболее близким по своей технической сущности является устройство. содержащее инвертор на силовых транзисторах с выходным трансформа1О тором, схему форсированного запирания каждого транзистора, выполненную на транзисторе, коллекторно-эмиттсрный переход которых через источник запирающего напряжения подl5 ключен к управляющим переходам силовых транзисторов, задающий генератор с трансформаторным выходом, узел широтно-импульсного регулирования с управляющим трансформато. ром, выходной выпрямитель с фильтром (4). Однако устройство также имеет низкие КПД и надежность, сложную схему управления. Целью изобретения является упрощение . устройства повышение КПД и надежности. Это достигается тем, что в стабилизирован- ном конверторе, содержащем инвсртор на силовых транзисторах, управляющий переход каждого из которых подключен к силовому переходу отключающего транзистора через конденсатор источника запирающего напряжения. подключенного в его коллскторную цепь, и выходном трансформаторе, соединенном с выходным выпрямителем с фильтром, который через усилитель обратной связи связан с широтно-импульсным модулятором с управляющим трансформатором, и задающий генератор с трансформаторным выходом, источник запирающего напряжения выполнен на мостовом диодном выпрямителе, диагональ переменного тока которого подключена к крайним отводам выходной обмотки трансформатора задающего генератора, а диагональ постоянного тока подсоединсна через резистор коллекторной нагрузки к силовому переходу вновь введенного включающего транзистора, коллектор, которого соединен с базой отключающего транзистора, и коллекторно-базовый переход последнего подключен к указанном» резистору 3 758425 коллекторной нагрузки, а база-эмиттерный пе. реход зашунтирован включенными последовагельно резистором и диодом, причем средняя точка выходной обмотки трансформатора задающего генератора соединена с точкой соединения управляющего перехода силового транзистора и конденсатора источника запирающего напряжения и через дополнительный включающий конденсатор — с эмиттером включающего транзистора, управляющий переход, 10 которого через резистивный делитель связан с выходной обмоткой управляющего трансформатора широтно-импульсного модулятора, при этом к включающему конденсатору подключен дополнительный выпрямитель, связанный 15 с обмоткой выходного трансформатора, а эмиттер включающего транзистора соединен с соответствующим выводом мостового выпрямителя через дополнительный резистор. На фиг. 1 приведена функциональная схема 20 стабилизированного конвертора; на фиг. 2— вариант ее исполнения на мостовом усилителе мощности инвертора. Коллекторы включающих транзисторов 21, 22 соединены соответственно с базами отключающих транзисторов 6, 7, управляющие переходы последних подключены параллельно резисторам 23, 24 коллекторной нагрузки включающих транзисторов. Устройство работает следующим образом. Силовые коммутирующие транзисторы 1, 2 управляются с помощью включающих 21, 22 и отключающих 6, 7 транзисторов путем подключения напряжения, снимаемого с конденсаторов 5, 28, к управляющим переходам силовых транзисторов. Заряд отключающего 5 и включающего 28 конденсаторов осуществляется от мостового выпрямителя 25, а в процессе работы заряд конденсатора 28 осуществляется от выпрямителя на диодах 29, 30. Управ25 ление включающими транзисторами 21, 22 осуществляется от обмотки 18 широтно-импульсного модулятора 17. Управление отключающими транзисторами 6, 7 производится от последовательно включенных резисторов и диода (8, 10 или 9, 11) 30 на отключение и резисторов 23, 24 на ключение. Резисторы 3, 4 являются нагрузкой отключающих транзисторов 6, 7 и с них снимается 35 запирающее напряжение силовых транзисторов 1, 2. Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом. При увеличении выходного напряжения усилитель обратной связи 16 управляет широт40 но-импульсным модулятором 17 таким образом, что длительность импульса управляющего напряжения на обмотке 18 уменьшается. При этом время включенного состояния одного из включающих транзисторов 21 или 22 умень45 шается и соответственно уменьшается время включенного состояния коммутирующих транзисторов 1 или 2. Таким образом, за счет действия усилителя обратной связи 16 и широтно-импульсного модулятора 17 выходное 50 напряжение стабилизированного преобразователя поддерживается постоянным, На время включенного состояния включающих транзисторов 21 или 22 отключающие транзисторы 6 или,7 находятся в закрытом 55 состоянии за счет гздения напряжения на цепочке резисторов 8, 9 с диодами 10, 11. При выключении включающих транзисторов 21 или 22 происходит включение запирающих Конвертор содержит инвертор, выполненный на силовых транзисторах l, 2, управляющии переход каждого из которых зашунтирован резисторами 3, 4 и подключен через конденсатор 5 источника запирающего напряжения к силовому переходу одного из отключающих транзисторов 6, 7, база-коллекторный переход которых зашунтирован цепочкой из последовательно соединенных резистора 8, 9 и диода 10, 11, выходном трансформаторе 12 с выход ной обмоткой 13, связанной с выходным выпрямителем на диодах 14, 15 и через усилитель обратной связи 16 с широтно-импульсным модулятором 17 с выходной обмоткой 18 управ ляющего трансформатора, подключенной через резистивный делитель 19, 20 к управляющим переходвм включающих транзисторов 21, 22, силовые переходы которых подключены черо. резисторы коллекторных нагрузок 23, 24 к диагонали постоянного тока мостового диодного выпрямителя 25. Диагональ переменного тока соединена с крайними отводами выходной обмотки 26 трансформатора задающего генератора 27, средняя точка которой соединена с точкой соединения управляющего перехода силового транзистора и конденсатора источника запирающего напряжения и через включающий конденсатор 28 с эмиттером включающего транзистора. Дополнительный выпрямитель на диодах 29, 30 подключен по входу к обмотке 31 выходного трансформатора, а по выходу к обкладкам включающего конденсатора, при этом мостовой выпрямитель связан с эмиттерами включающих транзисторов через резистор 32. Схемы управления 33-36 подключены соответственно к каждому управляющему переходу силовых транзисторов 37, 38, 1, 2 мостового усилителя мощности. Схема управления раскрыта только для одного транзистора, другие схемы аналогичны, 5 7584 транзисторов 6 или 7 напряжением, снимаемым с резисторов 23, 24. Диоды 10, 11 служат для разделения входных токов на отключающих транзисторах 6 и 7. Коммутирующие транзисторы 1 и 2 работают поочередно в такт с управляющими импульсами обмотки 1Ь широтно-импульсного модулятора 17. Первый запуск преобразователя осуществля"тся источником напряжения на конденсаторе 1п 28 от задающего генератора через ограничительный резистор 32, после выхода на режим работы конденсатор 28 получает питание от стабилизированного напряжения обмотки 31. При этом мощность от задающего генератора 27 потребляется только на запирание коммутирующих транзисторов 1 и 2, которая составляет малую величину. Прн коротком замыкании на выходе напряжение на выходе дополнительного выпрямителя 20 на диодах 29, 30 становится равным нулю, резистор 32 ограничивает ток базы силовых транзисторов до необходимой для надежной работы величины и транзисторы по току не входят в аварийный режим работы. 25 Изобретение позволяет резко упростить схему управления конвертором, поднять КПД устройства за счет малой мощности, рассеиваемой в цепи управления, и повысить надежность работы. ЭО пирающего напряжения выполнен на мостовом диодном выпрямителе, диагональ переменного тока которого подключена к крайним отводам выходной обмотки трансформатора задающего генератора, а диагональ постоянного тока подсоединена через резистор коллекторной нагрузки к силовому переходу вновь введенного включающего транзистора, коллектор которого соединен с базой отключающего транзистора, и коллекторно-базовый переход последнего подключен к упомянутому резистору коллекторной нагрузки, а база-эмиттерный переход зашунтирован включенными последовательно вновь введенными резистором и диодом, ïðèчем средняя точка выходной обмотки трансформатора задающего генератора соединена с точ-. кой соединения унравляющего перехода силового транзистора и конденсатора источника запирающего напряжения и через дополнительный включающий конденсатор — с эмиттером включающего транзистора, управляющий переход которого связан с управляющей обмоткой трансформатора широтно-импульсного модулятора.. 2. Конвертор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения мощности управления, в него введен дополнительный выпрямитель, связанный с обмоткой выходного трансформатора и подключенный к об кладкам включающего конденсатора. Формула изобретения 1. Стабилизированный конвертор, содержащий З инвертор на силовых транзисторах, управляющий переход каждого из которых. подключен к силовому переходу отключающего транзистора через конденсатор источника запирающего напряжения, подключенного в его коллектор- .щ ную цепь, и выходном трансформаторе, соединенном с выходным выпрямителем с фильтром, который через усилитель об1ьатной связи связан с широтно-импульсным модулятором с управляющим трансформатором, и задающий генератор с трансформаторным выходом, .о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения, повышения КПД и надежности, источник за3. Конвертор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью защиты от короткого замыкания в нагрузке, соответствующий вывод мостового выпрямителя к эмнттеру включающего транзистора через дополнительный резистор. Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И 562642, кл. Н 02 М 7/53 i, 1974. 2. Патент США N 3863131, кл. 321 — 2, 1975. 3. "Eiectron с 0esing. Apri1, 1975, с. 116. 4. Сб. Устройства вторичных источников электропитания. Материалы семинара общества "Знание" РСФСР, МДНТП, М., 1976, с. 65, рис. 1. 758425 "бл Составитель И. Никитин Техред Ж. Кастелевич Корректор А. Гриценко Редактор Т, Смирнова Тираж 783 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5649/47 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
