Стабилизированный транзисторный преобразователь напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

COQPlbNNClNQOCkNX

Республик

К АВТЬРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 140380 (21) 2893047/24-07 (51)М Кл з с присоединением заявки ) (о

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150682. Бюллетень Йо 22 (53) УДК 621. 314. . 58 (088. 8) Дата опубликования описания 150682 с

А.Б. Апаров I

К

\ с >т

f:. в1

Московский ордена Ленина энергетический;,,нндтиту;г (72) Автор изобретения (7! ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ

Ю

Изобретение относится к преобразовательной технике, может быть использовано в системах электропитания про сышленных установок и особенно эффективно при использовании в низковольтных маломощных источниках питания.

В ряде случаев напряжение на нагрузке таких конверторов должно быть стабилизировано. Обычно мощность нагрузки невелика (единицы и десятки ватт), поэтому целесообразно применение параметрического способа стабилизации.

Известны стабилизированные транзисторные конверторы, содержащие два транзистора и трансформатор,включенные по дифференциальной схеме, четыре диода и два стабилитрона 11).

Наиболее близким о технической сути к изобретению является стабилизированный транзисторный инвертор, выполненный по дифференциальной схеме, содержащий трансформаторы, в цепь первичных полуобмоток которого включены силовые цепи транзисторов, база каждого из которых соединена через соответствующие диодные элементы с соответствующим эмиттером и концом вторичной обмотки трансформатора, который в свою очередь присоединен к одному из выходных выводов через другие диодные элементы, причем второй выходной вывод присоединен к средней точке первичных полуобмоток трансформатора и к одному из входных выводов. Стабилизация напряжения на. нагрузке осуществляется за счет включения стабилитронов между базами транзисторов и концами вторичной обмотки трансформатора, а переходы эмиттер»база транзисторов шунтированы диодами f2).

Недостатком известной схемы является значительное потребление ею мощности при Х.Х. в цепи нагрузки, вследствие наличия колебаний в схеме и протекания, тока по контуру: вторичная обмотка, стабилитрон, работающий на участке стабилизации, диод, переход эмиттер-база открытого транзистора, стабилитрон, работающий на диодном участке. Последнее, особенно при импульсной нагрузке конвертора с высокой скважностью, значительно снижает средний КПД схемы.

Кроме того,.-схема может работать лишь от источника с относительно большим внутренним сопротивлением, вследствие того, что транзисторы в этой

936281 схеме не выходят в линейный режим.

Таким образом недостатком известной ( схемы является низкий КПД и надежность °

Цель изобретения — повышение КПД и надежности. 5

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве другие диодные элементы выполнены в виде стабилитронов.

Схема конвертора в случае использования транзисторов типа и-р-и приведена на чертеже.

Схема содержит трансформатор 1 с двумя обмотками: первичной 2 и вторичной 3. Средняя точка первичной обмотки 2 соединена с источником питания 4. Концы первичной обмотки 2 соединены с коллекторами транзисторов

5 и б, эмиттеры которых соединены с другим входным выводом. Переходы эмиттер-база транзисторов 5 и 6 шунтированы диодами 7 и 8. Между базами .транзисторов 6 и 7 и концами вторичной обмотки 3 трансформатора 1 включены диоды 9 и 10. Параллельно вторичной обмотке 3 подсоединена цепочка из двух встречно-последовательно включенных стабилизаторов 11 и

1?, общая точка которых через нагрузку 13 соединена с источником питания.

Схема работает следующим образом.

При открытом транзисторе 5 напряжение источника питания 4 приложено к первичной полуобмотке 2 35 трансформатора 1. Ток вторичной обмотки 3 замыкается по двум основным параллельным контурам: .1 вторичная обмотка, диод 9, переход база-эмиттер открытого транзистора 5, источ- 40 ник 4, нагрузка конвертора 13, стабилитрон 12, работающий в диодном режиме на прямом участке вольтамперной характеристики; 11 вторичная обмотка, стабилитрон 11, работающий на участке стабилизация, стабилитрон 12.

Транзистор б заперт падением напряженяя на открытом диоде 8. Под действием напряжения, приложенного к первичной обмотке 2, перемагничивается магнитопровод трансформатора 1. В момент насыщения магнитопровода резко возрастает намагничивающий ток трансформатора 1, а следовательно и коллекторный ток тран- 55 зистора 5. Падение напряжения на транзисторе 5 увеличивается, а напряжение на вторичной обмотке 3 уменьшается.

Последнее приводит к уменьшению 60 базового тока транзистора 5. Последний выходит из насыщения, его коллекторный ток начинает уменьшаться.

Напряжения на обмотках меняют знак.

Транзистор 5 закрывается, открывает- 65 ся транзистор б. Далее процессы в схеме повторяются.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется в схеме следующим образом.

Пусть при открытом транзисторе 5 увеличивается выходное напряжение источника 4 (например из-за уменьшения тока нагрузки). Это вызывает увеличение напряжения на обмотках

2 и 3 трансформатора 1. Увеличение напряжения обмотки 3 приводит к увеличению тока по следующему контуру: обмотка 3, стабилитрон 11, работающий на участке стабилизации, стабилитрон 12, работающий как диод.

Увеличение тока через обмотку 3 вызывает увеличение тока источника питания, а следовательно и тока открытого транзистора 5. При этом, поскольку ток его базы не увеличивается, транзистор выходит в линейный режим, падение напряжения на нем увеличивается, а напряжение на обмотке 3 уменьшается до первоначального уровня. Следовательно, напряжение на нагрузке 13 остается постоянным.

Аналогичные процессы происходят при открытом транзисторе 6. Из анализа работы схемы следует, что, поскольку транзисторы выходят в линейный режим (выполняют роль балластного сопротивления), конвертор без добавочного балластного сопротивления может работать от любого источника ° Поскольку базовые цепи транэисторов при Х.Х. в цепи нагрузки оказываются разомкнутыми,конвертор в этом режиме не потребляет мощности от источника питания.

Таким образом за счет введения стабилитронов повышен КПД и надежность.

Формула изобретения

Стабилизированный транзисторный преобразователь напряжения, выполненный по дифференциальной схеме, содержащий трансформатор, в цепь первичных полуобмоток которого включены силовые цепи транзисторов, база каждого из которых соединена через соответствующие диодные элементы с соответствующим эмиттером и концом вторичной обмотки трансформатора, который, в свою очередь, присоединен к одному из выходных выводов через другие диодные элементы, причем второй выходной вывод присоединен к средней точке первичных полуобмоток трансформатора и к одному из входных выводов, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повыше936281

Составитель Т. Ершова

Редактор И. Митровка Техред К.Мыцьо Корректор A. Дзятко

Заказ 4244/69 Тираж 721 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 ния КПД и надежности, другие диодные элементы выполнены в виде стабилитронов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии В 994808, кл. Н 2 F 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2754614/24-07, кл. Н 02 М 3/335, 1979.