Регулируемый конвертор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ

<щ813618 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву N 714588 (22) Заявлено 221178 (21) 2687167/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 150381.Бюллетеиь ЙЯ 10

Дата опубликования описания 170381 (51)M. Кл.3

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 314 ° 572 (088. 8) В. В. Петров и В.. Я. Гавриленко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОНВЕРТОР

Изобретение относится к элктротехнике и может найти применение в автономных системах электропитания аппаратуры связи и автоматики.

По основному авт.св. 9 714588 известен регулируемый конвертор, содержащий транзисторные инверторные каскады, выходной трансформатор с обмотками, выпрямитель, LCО-фильтр, модулятор ширины импульсов, дополнительные транзисторы, диод, резисторв и RC-цепочки (1) .

Недостатком этого конвертора является узкий диапазон регулирования выходного напряжения, обусловлен- 15 ный низкой глубиной модуляции (коэффициент заполнения), которую может обеспечить. модулятор ширины импульсов, выполненный на дополнительном трансформаторе. Максимальный коэффи- 20 циент заполнения не может превышать

0,5, так как начальная его установка производится при симметричной форме импульсов, поступающих на одну из обмоток дополнительного трансформа- 25 тора и начальном подмагничивании другой его обмотки от усилителя постоянного тока (УПТ) при выборе его рабочей точки. Увеличение тока подмагничивания указанной обмотки спо- 30 собствует увеличению паузы или уменьшению коэффициента заполнения.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования напряжения посредством увеличения глубины модуляции.

Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом конверторе, содержащем подсоединенные к входным выводам транзисторные инверторные каскады с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и LCD-фильтр подсоединена к выходным выводам, которые через широтно-импульсный модулятор связаны с транзисторами иянерторного каскада, снабженным дополнительными транзисторами, базы и эмиттеры которых объединены соответственно между собой и подключены через первую ЙСцепочку к обмотке дополнительного трансформатора, другая обмотка которого подсоединеиа к широтно-импульсному модулятору, третья обмотка через резистор подсоединена к дросселю

LCD-фильтра,.причем эмиттеры дополнительных транзисторов через вторую

RC-цепочку подсоединены к транзистору инверторного каскада, коллекторы этих транзисторов подсоединены че813618 рез диод к дополнительной обмотке выходного трансформатора, а коллектор одного из этих транзисторов соединен через третью RC-цепочку с входным выводом, который связан через резистор с базой другого дополнительного транзистора, третья обмотка дополнительного трансформатора выполнена с отводом, который через дополнительный диод, включенный в обратном направлении, соединен с общей точкой конденсатора и дросселя LCD-фильтра, причем эта точка соединена с соответствующим концом третьей обмотки через вспомогательный транзистор, база которого через дополнительный резистор соединена с общей точкой диода и дросселя LCD-фильтра.

На чертеже представлена принципиальная схема регулируемого конвертора.

Конвертор содержит силовой 1 и вспомогательный 2 усилительные транзисторные каскады, включенные н первичные полуобмотки 3 и 4 выходного трансформатора 5. Вторичная обмотка б выходного трансформатора 5 нагружена на однополупериодный выпрямитель 7 и LCD-фильтр 8 с дросселем 9.

Одна из обмоток 10 дополнительного трансформатора 11 через узел 12 сравнения подсоединена к выходным выводам. Другая обмотка 13 дополнительного трансформатора 11 одним концом через резистор 14 подсоединена к первому концу дросселя 9, вторым концом через дополнительно введенный транзистор 15 ко второму концу дросселя 9, база транзистора 15 подсоединена через ограничивающий резистор 16 к первому концу дросселя

9, а второй конец дросселя 9 подсоединен через дополнительно введенный диод 17 к отводу обмотки 13 дополнительного трансформатора 11. Третья обмотка 18 дополнительного трансформатора 11 через первую RC-цепочку

19 подключена к параллельно соединенным входам первого 20 и второго

21 дополнительных транзисторов, змиттеры которых через вторую RC-цепочку 22 подсоединены ко входу транзисторного инверторного каскада 1, коллекторы этих транзисторов соединены между собой через диод 23 и вспомогательную обмотку 24 выходного трансформатора 5, а коллектор первого дополнительного транзистора 20 соединен через третью RC-цепочку .25 с входным выводом, который связан через цепь 26 запуска с базой второго дополнительного транзистора 21 °

Конвертор работает следующим образом.

Транзисторный инверторный каскад

1 обеспечивает рабочий ход, при котором энергия от входных выводов передается через полуообмотку 3 выходного трансформатора 5, вторичную обмотку б, выпрямитель 7 и CDфильтр 8 на выход конвертора. Вспомогательный транзисторный каскад 2 подключает к входному источнику первичную полуообмотку 4 выходного трансформатора 5 и обеспечивает обратное перемегничивание трансформатора 5 при запертом от внешнего сигнала силовом транзисторе 1, причем время обратного перемагничивания трансформатора 5 меньше нремени запертого состояния силового транзистора 1.

Запуск конвертора осуществляется путем подачи входного напряжения и при помощи цепи 26 запуска, выполненной, например из последовательно соединенных кнопки и резистора. При запуске подается запирающий сигнал на второй дополнительный транзистор

21 и отпирающий сигнал на первый до20 полнительный транзистор 20, который подает через переход змиттер-коллектор, вторую 22 и третью 25 RC-цепочки отпирающий сигнал на базу транзисторного инверторного каскада 1.

Дальнейшее удержание транзисторов 20 и 1 и открытом состоянии обеспечивается за счет положительной обратной связи через выходной трансформатор 5, ныпрямитель 7, дроссель 9, дополнительный трансформатор 11 и первую

RC-цепочку 19. Причем базовый ток транзисторного каскада 1 поступает от дополнительной обмотки 24 выходного трансформатора 5 через диод 23.

Процесс переключения транзисторного каскада 1 происходит следующим образом.

Напряжение с дросселя 9, имеющее прямоугольную форму, подается через резистор 14 и дополнительный тран40 зистор 15, открываемый при этом смещением через ограничинающий резистор

16, на обмотку 13 дополнительного трансформатора 11. Дополнительный трансформатор 11 перемагничивается в прямом направлении и задает временной интервал рабочего хода импульсом управления, формируемым на его обмотке 18. При насыщении сердечника дополнительного трансформатора 11 падает до нуля напряжение íà его обмотке 18 и конденсатор первой RCцепочки реверсирует ток на параллельных входах дополнительных транзчсторов 20 и 21, осуществляя их активное переключение. Одновременно обрывается первым дополнительным транзистором

20 прямой базовый ток транзисторного каскада 1, подаваемый от дополнительной обмотки 24 выходного трансформатора 5 через диод 23. Транзисторный каскад 1 отключается и заканчивается рабочий ход. При его отключении конденсатор второй RC-цепочки 22 через открытый второй дополнительный транзистор 21 способствует рассасыванию избыточного заряда в базе транзис813б18 торного каскада 1, что обеспечивает улучшение форсировки отключения и уменьшение динамических потерь мощности в транзисторном каскаде.

При отключении транзисторного кас када 1 меняется полярность напряжения на дросселе 9 и вместе с этим меняется полярность напряжения на об мотке 18 дополнительного трансформатора 11. Этим напряжением первый дополнительный транзистор 20 удерживается в закрытом состоянии, второй дополнительный транзистор 21 в открытом состоянии, и поэтому транзистор 1 закрыт, т.е. в работе схемы наступает пауза. Длительность паузы определяется временем обратного перемегничивания сердечника дополнительного трансформатора 11, которое осуществляется напряжением дросселя 9 по контуру от одного его конца через дополнительный диод 17, часть обмотки 13, резистор 14 к другому концу дросселя 9 (транзистор

15 при этом закрыт напряжением дросселя 9) . Перемегничивание сердечника трансформатора 11 в прямом направлении по контуру с использованием всей обмотки 13 этого трансформатора, а в обратном направлении с использованием части витков обмотки 13 позволяет уменьшить длительность паузы и вместе с этим увеличить коэффициент заполнения (глубину модуляции).

Коэффициент заполнения с учетом выбора рабочей точки УПТ узла сравнения может быть практически расширен до величины 0,65, которую позволяет реально осуществить силовая часть схемы.

Окончание паузы происходит при насыщении сердечника дополнительного трансформатора 11, при этом падает до нуля напряжение на его обмотке

18 и конденсатор первой RC-цепочки

19 обеспечивает реверс базовых токов транзисторов 20 и 21. При этом через вторую 22 и третью 25 RC-цепочки дается начальный бросок базового тока транзистора 1 от источника питания

Е, а удержание транзисторов 1,20, 5

21 в соответствующем состоянии производится по укаэанной цепи положительной обратной связи..

Регулирование осуществляется посредством изменения временного интервала паузы, который зависит от тока подмагничивания обмотки 10 дополнительного трансформатора 11, задаваемого узлом 12 сравнения, выполненного, например на опорном элементе

УПТ и делителе напряжения, при этом

15 при увеличении тока подмагничивания увеличивается пауза и, следовательно, коэффициент заполнения уменьшается. .Временные интервалы выбраны так, щ что выходной трансформатор 5 не насыщается в интервале рабочего хода, а работает на линейном участке.

Формула изобретения

Регулируемый конвертор по атв.св.

Р 714588, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования напряжения, третья обмотка дополнительного трансформатора выполнена с отводом, который через дополнительный диод, включенный в обратном направлении, соединен с общей точкой конденсатора H e LC0-фильтра, причем эта точка соединена с соответствую- . щим концом третьей обмотки через вспомогательный транзистор, база которого через дополнительный резис тор соединена с общей точкой диода и дросселем LCD-фильтра.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 714588, кл. Н 02 M 3/335, 1977.

813618

Составитель Т. Ершова

Редактор l0. Петрушко ТехредH.Бабурка Корректор N. Шароши

Эаказ 9 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4