Стабилизированный статическийпреобразователь постоянного напряженияв переменное

 

Союз Советски к

Социалистическии

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

< 849395 (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)M. Кл. (22) Заявлено 29. 10. 79 (21) 2832023/24-07 с присоединением заявки ¹

Н 02 М 7/537//

Н 02 М 3/335//

6 05 F 1/64

Гооударствениый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.81.Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 25 . 07 . 8 i по. делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.

° 57(088.8) (72) Автор изобретения

В. Н. Скачко (7l) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

Йзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известны маломощные статические

5 преобразователи напряжения, в которых на входе преобразователя установлены линейные (компенсационные) стабилизаторы напряжения. Такие преобразователи обладают хорошими динамическими характеристиками и хорошей устойчивостью (1 j — (31, Недостатком таких преобразователей является то, что в случае отказа регулирующего транзистора стабилизатора выходное напряжение преобразователя существенно повышается, так как при таком отказе инвертор продолжает работать, инвертируя уже все входные напряжения преобразователя, либо име". ет сложную схему защиты, недостаточно надежную и ухудшающую весогабаритные характеристики устройств.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности явля ется устройство, содержащее узел управления ключевых транзисторов двухтактных усилителей мощности с выходным трансформатором со средней точкой первичной обмотки; линейный стабилизатор, установленный на входе преобразователя, с транзисторным регулирующим элементом, усилителем постоян" ного тока, узлом сравнения и выходным

1конденсатором (4 ).

Недостатком данного устройства является отсутствие защиты нагрузки от перенапряжений и снижение КПД за счет возникновения сквозных токов в клю-, чевых транзисторах.

Цель изобретения — повышение надежности, КПД и защита нагрузки от перенапряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащее узел уп849395

3 равления ключевых транзисторов двухтактных усилителей мощности с выходным трансформатором со средней точкой первичной обмотки, которая подключена к выходу регулирующего транзистора линейного стабилизатора постоянного напряжения с усилителем постоянного тока и узлом сравнения, подключенным к выходному конденсатору стабилизатора и входному выводу узла управления 10 ключевых транзисторов, введены генератор коротких импульсов на однопереходном транзисторе и формирователь импульсов запуска, причем первый из них подключен к общему выходу стаби- 15 изатора и к базе регулирующего тран эистора, а второй выходом подключен к управляющему входу упомянутого узла управления, входными выводами — к вы ходному конденсатору стабилизатора, а управляющим входом — к выходу регулирующего транзистора, который подключен к выходному конденсатору стабилизатора через дополнительный диод, при этом узел управления ключевых 25 транзисторов выполнен на счетном триггере, счетный вход которого образует управляющий вход узла, а формирователь импульсов запуска выполнен на транзисторе, база которого через первый 30 резистор соединена с управляющим входом формирователя, эмиттер образует один входной вывод, коллектор через два других резистора соединен с общим выводом, а точка соединения этих ре- 35 зисторов образует выходной вывод формирователя.

На фиг. 1 показана схема стабилизированного статического преобразователя; на фиг. 2 — эпюры напряжений 40 в характерных точках схемы.

Преобразователь (фиг. 1) содержит узел управления 1 ключевых транзисторов 2 и 3 двухтактного усилителя мощ- 15 ности 4 с выходным трансформатором 5 со средней точкой первичной обмотки, линейный стабилизатор постоянного напряжения 6 с регулирующим транзистором 7, усилителем постоянного тока и узлом управления 8, подключенными к выходному конденсатору 9 стабилизатора, при этом выход регулирующего транзистора подключен к выходному конденсатору стабилизатора через диод 10, генератор коротких импульсов ll на однопереходном транзисторе 12, резисторе 13 и конденсаторе 14, формирователь импульсов запуска 15 на транзис-, торе 16, коллектор которого через резисторы 17 и 18 подключен к общему выводу преобразователя 19, точка соединения этих резисторов образует выходной вывод 20 формирователя, база этого транзистора через резистор 21 подключена к управляющему входу 22 формирователя, эмиттер образует входной вывод 23 формирователя, эмиттер ключевых транзисторов усилителя мощности объединены и подключены к общему выводу через стабилитрон 24, входной вывод 25 устройства подключен ко входу регулирующего транзистора стабилизатора через предохранитель. Генератор коротких импульсов 11 подключен к общему выводу преобразователя 19 и базе регулирующего транзистора 7.

Управляющий вход 22 формирователя импульсов запуска 15 соединен с выходом регулирующего транзистора 7, входной вывод 23 формирователя 15 соединен с выходным конденсатором 9 линейного

1стабилизатора 6, выходной вывод 20 формирователя 15 подключен к управляющему входу узла управления 1, в данном случае к счетному входу триггера.

Преобразователь работает следующим образом.

С подачей на него напряжения сети начинает функционировать линейный стабилизатор 6, схема которого обычна (наличие в нем диода 10 принципиально не изменяет процесс стабилизации). Начинает работать и генератор коротких импульсов 11, являющийся задающим генератором преобразователя, который в моменты срабатывания (частота генерации определяется постоянной времени конденсатора 14 и резистора 13) шунтирует выход усилителя постоянного тока и узла сравнения 8, создавая в напряжении стабилизатора перед диодом 10 характерные вырезки (провалы) эпюра А на фиг. 2.

Диод 10 вместе с конденсатором 9 образуют фильтр, который сглаживает провалы напряжения на выходе регулирующего транзистора, образующиеся в моменты генерации импульсов, в результате чего обратная связь на узел управления 8 стабилизатора 6 подается в виде постоянного напряжения (что и позволяет сохранить динамику его работы). Постоянным напряжением питается узел управления I усилителя мощности 4, а также формирователь eI"o им849395 стабилизатора, причем производится она на всем протяжении работы преобразова" теля, что принципиально исключает перенапряжение на его выходе при пробое регулирующего транзистора, так как при этом становится вообще невозможной работа преобразователя (из-за останов ки триггера). Кроме того, очень просто решаются задачи уменьшения токов перекрытия транзисторов усилителя мощности и форсированного сгорания предохранителя при пророе регулирующего транзистора без применения для этого каких-либо узлов, предназначенных специально для таких целей.

Формула изобретения

1. Стабилизированный статический преобразователь постоянного напряже-. ния в переменное, содержащий узел управления ключевых транзисторов двухтактных усилителей мощности с выходным трансформатором со средней точкой первичной обмотки, которая подключена к выходу регулирующего транзистора линейного стабилизатора постоянного напряжения с усилителем постоянного тока и узлом сравнения, подключенным к выходному конденсатору стабилизатора и входному вьгводу узла управления ключевых транзисторов, о т л и ч а ю — шийся тем, что, с целью защиты нагрузки от перенапряжений и повышения надежности, он снабжен генератором коротких импульсов на однопере. ходном транзисторе, подключенным к общему выводу стабилизатора и к базе регулирующего транзистора, и формирователем импульсов запуска, выходом подключенным к управляющему входу упомянутого узла управления, входными -выводами — к выходному конденсатору стабилизатора, а управляющим входом к выходу регулирующего транзистора, который подключен к выходному конденсатору стабилизатора через дополнительный диод.

2. Преобразователь по.п. 1, о тл и ч а io шийся тем, что узел управления ключевых транзисторов выполнен на счетном триггере, счетный вход которого образует управляющий вход узла.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что формирователь импульсов запуска выполнен пульсов запуска 15. Этот формирователь вырабатывает синхроимпульсы для перебрасывания триггера узла управления 1 в моменты провалов напряжения на выходе регулирующего транзистора 7, когда создается насыщающий базовый ток его транзистора 16, ограничиваемый резистором 21. В остальное время транзистор 16 заперт падением напряжения на диоде 10. Синхроимпуль- 10 сы (эпюра Б), нужная амплитуда которых устанавливается выбором соотношения резисторов 17 и 18, переключают триггер узла управления 1, вырабатывающий прямоугольные колебания (эпюры В 15 и Г). Ключевые транзисторы 2 и 3 усилителя мощности 4, попеременно переключаясь, возбуждают переменный ток на трансформаторе 5. Установленный в цепи эмиттеров транзисторов 2 и 3 . 20 стабилитрон 24 создает смещение для неработающего в данном полупериоде транзистора усилителя мощности, что нужно для обеспечения его надежного запирания, несмотря на то, что им- 2 пульсы на входах усилителя мощности имеют характерную при съеме сигналов с триггера подставку (некоторый на.чальный уровень (эпюры В и Г).

Однако установка стабилитрона не является принципиальной. Можно исключить влияние начального уровня импульсов триггера также установкой

1 между триггером и усилителем мощности

3S разделительных конденсаторов или путем подачи на базы транзисторов усилителя мощности вместе с импульсами триггера некоторого напряжения смещения от дополнительного источника.

Питание усилителя мощности 4 осу" ществлено не с выхода линейного стабилизатора, как это обычно делается, а с общей точки регулирующего транзистора 7 и диода 10, т.е. напряжением, имеющим провалы в моменты переключения транзисторов усилителя мощности.

Благодаря этому токи перекрытия становятся значительно меньшими, а в на- пряжении вторичной обмотки трансформатора 5 также появляются провалы в начале каждого полупериода переменного напряжения в преобразователе.

Изобретение позволяет значительно снизить влияние сквозных токов ключевых транзисторов, защитить нагрузку перенапряжений, в нем осуществляется автоматическая проверка исправности регулирующего транзистора-линейного

84939 на транзисторе, база которого через первый резистор соединена с управлянлцим входом формирователя, эмиттер образует входной вывод, а коллектор через два других резистора соединен с общим выводом, причем точка соединения этих резисторов образует выходной вывод преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 10

1. Ромав Э.М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания ра5 8 диоэлектронной аппаратуры. "Энергия

1975, с. 104, рис. 3-1 а.

2. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под ред. С.Д. Додика и Е.И. Гальперина, M., "Советское радио". 1964, с. 268, рис. У. 1Î а.

3. Снегирев О.Н. и Томигас О.А.

Устройство защиты от перенапряжений.

Обмен опытом в радиопромьппленности.

Вып. 6, М., с, 49, рис, 1.

4. Блок ЦРЗ, 211.026 ЭЗ, 1975.

849395

Составитель И. Никитин

Редактор А. Шандор Техред Т. Маточка Корректор Е. Рошко

Заказ 6110 72 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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