Стабилизированный конвертор

 

(72) Автор изобретения

1 СЕСОЮЗН Ю ?

Б. И. Рудяков (7I ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств. связи, в которых требуется

5 гальваническое разделение входных и выходных цепей.

Известны стабилизированные конверторы, содержащие задающий генератор, двухтактный усилитель мощности, выпрямитель с LC-фильтром; широтно-импульсный модулятор (> ) и (2 1.

8 одной из известных схем изменения напряжения гальванически развязанного выхода передаются на вход ши- >g ротно-импульсного модулятора со вспомогательного выпрямителя.

Недостатком известных стабилизированных конверторов является высокая 20 инерционность и малая стабильность выходного напряжения, особенно при изменении температуры окружающей среды и тока нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизированный конвертор, который содержит задающий генератор, первым .выходом подключенный к входу регулируемого предварительного усилителя, а вторым выходом - к первому входу широтно-импульсного модулятора, разде-. лительный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом преварительного усилителя, а крайние выводы вторичной обмотки со средними выводами соединены с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности с выходным трансформатором, выход которого через выпрямитель со сглаживающим LC-фильтром соединен с выходными клеммами и с вторым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с управляющим входом предварительного ,усилителя (31.

Однако такое устройство недостаточно надежно в работе и имеет понижен9573 ный КПД, что обусловлено пассивным, без подачи запирающего напряжения, запиранием транзисторов усилителя мощности.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности стабилизированного преобразователя постоянного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный конвертор введены первый и второй транзисторные g ключи, источник запирающего напряжения, вспомогательный выпрямитель и два развязывающих диода, при этом силовой переход первого ключа включен между общей точкой эмиттеров транзис- lg торов усилителя мощности и одним из полюсов источника запирающего напряжения, второй полюс которого через развязывающие диоды соединены с управляющими входами транзисторов усилителя мощности, силовой переход второго ключа включен между средней точкой вторичной обмотки разделительного трансформатора и общей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности, при этом управляющие переходы транзисторных ключей соединены с выходом вспомогательного выпрямителя, вход которого подключен к дополнительной обмотке разделительного транс30 форматора.

На фиг. 1 представлена структурная схема стабилизированного конвертора; на фиг. 2 — графики напряжений на его элементах.

Стабилизированный конвертор содер- З5 жит задающий генератор 1 с трансформатором 2, регулируемый предварительный усилитель 3, к выходу которого подключена первичная обмотка разделительного трансформатора 4, широтноимпульсный модулятор 5, двухтактный усилитель 6 мощности с выходным трансформатором 7, выпрямитель со сглаживающим LC- фильтром 8, первый 9 и второй 10 транзисторные ключи, развязывающие диоды 11 и 12. запирающий источник 13 питания, вспомогательный выпрямитель 14, подключенный к дополнительной обмотке 15 разделительного трансформатора 4. 50

Обмотка 16 трансформатора 2 слу>нит для подачи напряжения синхронизации на широтно-импульсный модулятор 5. Напряжение питания Up 1 на широтно-импульсный модулятор 5, U q на транзисторный ключ 9 и источник

13 запирающего напряжения создаются задающим генератором 1. Транзисторные

82 4 ключи 9 и 10 могут быть как простым, так и сложными составными.

Стабилизированный конвертор работает следующим образом.

Модуляция по длительности прямоугольных импульсов напряжения, поступающих с трансформатора 2 (напряжение U< на фиг. 2) на базы транзисторов усилителя мощности 6, осуществляется с помощью регулируемого предварительного усилителя по сигналу широтно-импульсного модулятора 5 (напряжение Ug на фиг. 2), в последнем происходит сравнение выходного напряжения с опорным и преобразование напряжения рассогласования в ШИМсигнал.

При открывающем сигнале на входе предварительного усилителя 3 на обмотках трансформатора 4 появляются управляющие напряжения 04. В момент

t = с.1, когда усилитель 3 заперт, напряжение на обмотках трансформатора 4 и на выходе выпрямителя 14 отсутствует (напряжение Ug+), это приводит к открыванию транзисторного ключа 9 и напряжение запирающего источника 13 через соответствующий развязывающий диод ll (или 12) прикладывается к базам транзисторов усилителя

6 мощности. Транзисторный ключ 10 при этом заперт напряжением выпрямителя 14.

Как только на выходе широтно-импульсного модулятора, появляется открывающее напряжение (момент на фиг, 2), появляется напряжение на вторичных обмотках трансформатора 4, ключ 10 открывается, а ключ 9 закрывается, снимая отрицательный потенциал с баз транзисторов усилителя 6 мощности (напряжение 0 на фиг. 2).

При смене полупериода процессы повторяются аналогично.

Ф

Положительный эффект от использования предлагаемого полупроводникового стабилизированного конвертора заключается в том, что введение двух дополнительных транзисторных ключей последовательно с источниками открывающих и запирающих напряжений, управляемых от обмотки разделительного трансформатора, позволяет повысить

КПД и улучшить весогабаритные показатели конвертора. Мощность источника 13 запирающего напряжения затрачивается только на рассасывание избыточных носителей в базе, время ко957382 d пирающего напряжения, вспомогательный выпрямитель и два развязывающих диода, при этом силовой переход первого ключа включен между общей точкой эмит .теров транзисторов усилителя мощности и одним из полюсов источника запирающего напряжения, второй полюс которого через развязывающие диоды соединен с управляющими вводами транзисторов усилителя мощности, силовой переход второго ключа включен между средней точкой вторичной обмотки .разделительного трансформатора и об" щей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности, при этом управляющие переходы транзисторных ключей соединены с выходом вспомогательного выпрямителя, вход которого подключен к дополнительной обмотке разделительного трансформатора.

Формула изобретения торых составляет незначительную часть периода.

Стабилизированный конвертор, содержащий задающий генератор, первым выходом подключенный к входу регулируемого предварительного усилителя, а вто- >В рым выходом - к первому входу широтно-импульсного модулятора, разделительный трансформатор, первичная об= мотка которого соединена с выходом предварительного усилителя, а крайние выводы вторичной обмотки со средними выводами соединены с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности с выходным трансформатором, выход которого через 20 выпрямитель со сглаживающим LC-фильтром соединен с выходными клеммами и с вторым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с управляющим входом предварительного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него введены первый и второй транзисторные ключи, источник заИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 491941, . G Q5 F 1/64, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР и 251051, кл. H 02 И 3/335, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР

1 653694, кл. H 02 M 3/335, 05.02.75.

957382

Заказ 6619/46

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Е. Финогенов

Р -.дактор Н. Кешеля ТехредЕ. Харитончик Корректор,М. Шароши