Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щ995079

Союз Советсних

Социалистических

Республик (51) Дополнительное к авт. свив-ву (22)Заявлено 19.06.81 (21) 3302620д4-07

I с присоединением заявки М (5! )М. Кл .

G 05 F 1/64

ГееуаеустееекыХ кемктет

СССР ю Мелем юееретеккй и етерытиХ

Опубликовано 07. 02. 83- Бюллетень,1т1 5 (23) Приоритет (53) УДК 621..316.722 ° 1 (088.8) Дата опубликования описания 10. 02.83!

::w К;", ;-,-..;.

А.И.Иванов-Цыганов, А.Н. Якушкин и B.И. Хафогин

Р (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике,. в частности, к вторичным йсточникам питания.

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения, содержащие ключевой элемент, соединенный со схемой управления, разстядный диод, дроссель, два последовательно соединенных транзистора, емкостной делитель, состоящий из двух конденсаторов, и выходной трансформатор, вторая обмотка которого является выходом устройства, а вход, устройства подключен к емкостному делителю и последовательно соединенным. транзисторам Г1).

Недостатком этого устройства является сравнительно большие вес и габариты: дросселя и конденсатора фильтра, вызванные полйой модуляцией. входного напряжения, что ограничивает возможности миниэтюризации таких устройств.

Наиболее близким .к изобретению является стабилизированный преобра" зователь постоянного напряжения, со- . держащий ключевой элемент, соединен ный с узлом управления, разрядный

5 диод, дроссель, два последовательно соединенных транзистора, емкостной делитель, состоящий из двух конденса-. торов, и выходной трансформатор, нер-

1о вичная обмотка которого первым выво дом подключена к общей точке тран-. зисторов, а вторичная обмотка - к вы.ходным выводам стабилизированного преобразователя, входными выводами соединенного с емкостным делителем и последовательно соединенными тран-. зисторами 2 1.

Недостатком известного стабилизйрованного преобразователя напряжения

2о являются ограниченные функциональные возможности, что обусловлено необхо димостью применения высоковольтного . регулирующего транзистора при высоковольтной питающей сети, а также

3 9950 йолной модуляцией входного напряже- . ния., Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стабилизированного преобразователя.

Эта цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий клю-, чевой элемент, соединенный с узлом управления, разрядный диод, дроссель, 1в два последовательно соединенных транзистора, емкостной делитель, состоящий из двух конденсаторов, и выходной трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом подключена к общей точке транзисторов, а вторичная обмотка - к выходным выводам стабилизированного преобразователя, входными выводами соединенного с емкостным делителем и последовательно соединенными транзисторами, введены второй разрядный диод и третий конденсатор, параллельно которому подключены два последовательно соединенных дополнительных диода, а дроссель 2s снабжен последовательно соединенными второй и третьей обмотками, свободные концы которых через первый и второй разрядные диоды подключены к входным выводам стабилизированного пре- зо образователя, при этом третий конденсатор включен между двумя конденса-. торами емкостного делителя, а параллельно ему подключены последовательно соединенные ключевой элемент и первая обмотка дросселя, кроме того, первичная обмотка выходного трансформатора подключена вторым выводом к точке соединения дополнительных диодов и к точке соединения второй и третьей обмоток дросселя.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит ключевой элемент 1, соединенный с узлом 2 управления, разрядные диоды 3 и 4, дроссель 5, два последовательно соединенных транзистора 6 и 7, базы которых подключены к задающему 1-енератору 8, емкостной делитель, состоящий из двух конденсаторрв 9, 1О и третьего конденсатора 11., выходной трансформатор 12, вторичная обмотка 13 55 которого является выходом устройства, входные выводы преобразователя подключены к емкостному делителю и по79 ф следовательно соединенным транзисторам 6 и 7. Кроме того, параллельно третьему конденсатору И емкостного делителя подключены два последовательно соединенных дополнительных диода 14 и 15, точка соединения которых объединена с точкой соединения второй 16 и третьей 17 обмоток дросселя 5, свободные концы которых через разрядные диоды 3 и 4 подключены к входу устройства, при этом параллель- но конденсатору 11 подключены последовательно соединенные ключевой элемент 1 и первичная обмотка 18 дросселя 5. Первичная обмотка 19 выходного трансформатора 12 подключена одним концом к точке соединения тран" зисторов 6 и 7, а другим — к точке соединения диодов 1.4 и 15. К выходу устройства через выпрямитель 20 под ключена нагрузка 21.

При включении стабилизированного преобразователя постоянного напряжения задающий генератор 8 поочередно открывает и закрывает транзисторы

6 и 7. Когда открыт транзистор 6(7), через первичную обмотку 19 трансформатора 12 и диод 14 (15) происходит разряд конденсатора 9 (10) и заряд конденсаторов 11 и 10 (9). На нагрузке 21 появляется напряжение. Для обеспечения симметрии напряжения на обмотках трансформатора 12 емкости конденсаторов 9 и 10 выбираются одинаковыми. Период работы ключевого элемента 1 может быть выбран в два раза меньше периода работы транзисторов

6 и 7. Когда открыт ключевой элемент 1, по первичной обмотке 18 дросселя 5 протекает ток. Разность второй 16 и третьей 17 обмоток дросселя

5 выбрана таким образом, что в течение времени открытого состояния ключевого элемента 1 разрядные диоды 3 и 4 закрыты. При выключении ключевого элемента 1 энергия> накопленная в дросселе 5 через открывшийся разрядный диод 3 (когда открыт транзистор 6) или 4 (когда открыт транзистор 7), передается в первичную обмотку: 19 трансформатора 12 и конденсатор 9 (при открытом транзисторе 6) или 10 (при открытом транзисторе 7).

При изменении выходного напряжения под воздействием различных дестабилизирующих факторов (изменение входного напряжения, температуры окружающей среды и др.) схема 2 управления изме6 формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий ключевой элемент, соединенный q узлом управления, разрядный диод, дроссель, два последовательно соединенных транзистора, емкостной делитель, со-стоящий из двух конденсаторов, и выl ходной трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом под-, ключена к общей точке транзисторов, а вторичная обмотка - к выходным выводам стабилизированного преобразователя, входными выводами соединенного с емкостным делителем и последовательно соединенными транзисторами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй, разрядный диод и третий конденсатор, параллельно которому подключены два последовательно соединенных дополнительных диода, а дроссель снабжен последовательно соединенными второй и третьей обмотками, свободные концы которых через первый и второй разрядные диоды подключены к входным выводам стабилизированного преобразователя, при этом третий конденсатор включен между двумя конденсато" рами емкостного делителя, а параллельно ему подключены последовательно соединенные ключевой элемент и первая обмотка дросселя, кроме того, первичная. обмотка выходного трансформатора подключена вторым выводом к точке соединения дополнительных диодов и к точке соединения второй и третьей обмоток дросселя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная техника в автоматике. Сборник под ред. Ю.И..Конева.

И., "Сов. радио", вып. 9, 1977, с. 93, рис. 9.

2. Электронная техника в автоматике. Сборник под ред. Ю.И. Конева.

N., "Сов. радио", вып. 6, 1974, с. 58, рис. 2.

5 99507 няет скважность работы ключевого элемента 1 таким образом, чтобы обеспечивалась стабильность напряжения на нагрузке 21. Величина напряжения на первой обмотке 18 дросселя 5 при вклю- ченном ключевом элементе 1 определяется величиной напряжения на конденсаторе 11.. Напряжение на второй 16и третьей .17 обмотках дросселя 5 при выключенном состоянии ключевого эле- )p мента 1 ограничивается напряжением на входных выводах стабилизированного преобразователя.

Выбор величины емкости конденсаторов емкостного делителя необходимо;15 проводить с учетом допустимой переменной составляющей напряжения для данного типа конденсатора, которая должна быть не меньше перепада напряжения на нем во время его разря.да и заряда.

Использование изобретения позво.ляет уменьшить рабочее напряжение на. разрядном диоде и ключевом элементе, использовать в качестве последнего низковольтные транзисторы, более дешевые и имеющие лучшие импульсные свойства.

Кроме того, стабилизация выходного напряжения стабилизированного преобразователя может быть осуществлена методом частичной импульсной модуляции, что в ряде случаев позволяет уменьшить величину пульсаций на входе или массу дросселя.

Таким образом, предлагаемое техническое решение, позволяя, в зависимости,от конкретных требований, либо уменьшать напряжение на ключевом элементе, либо массу дросселя, либо величину пульсаций на входе, существенно расширяет функциональные воэможности стабилизированного преобразователя напряжения.

Технико-экономический эффект от

45 применения предлагаемого преобразователя по сравнению с известным определяется конкретным соотношением параметров и особенно заметен. при высоких напряжениях на входе.

995079

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 0 Москва Ж-.35 Раушская наб., д. 4/5

Заказ 644/33

3 35» ф 9

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, Составитель В. Цишевский

Редактор П.Макаревич Техред M.Êîcòèê Корректор А. Ференц