SU1035591A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий усилитель MOuiHocTH, выполненный по полумостовай схеме на транзисторах и обратных диодах, диагональ посто нного тока которого подсоединена к выводам дл  подключени  разноименных полюсов входного источника питани  со средней точкой, трансформатор, у которого один конец первичной обмотки подключен к точке соединени  эмиттера одного и коллектора другого транзисторов усилител  мощности, а другой конец - к точке соединени  обратных диодов, выпр митель , входом подключенный к вторичной обмотке трансформатора, а выходом - к выходным клеммам, узел сравнени , первый вход которого подклвдчен к выходным клеммам, а выход к входу блока управлени , источник опорного напр жени , выходом подключенный к второму входу узла сравнени , и ключевой элемент, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  линейности регулировани  выходного напр жени  и упрощени , ключевой элемент включен между точко соединени  первичной обмотки транс (Л форматора с обратными диодами и средней точкой входного источника питас ни , а выход блока управлени  соединен с управл ющим входом ключевого элемента.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть, использовано в стаблизиг5 ованнь1х преобразовател х посто нного напр жени .

Известны стабилизированные преобразователи посто нного напр жени , содержащие двухтактный усилитель мощности , выполненный по полумостовой схеме 1 и С2.

Регулирование выходного напр жени  в указанных схемах осуществл етс изменением длительности включающих импульсов, подаваемых на вход транзисторов усилител  мощности, т.е. регулирующие элементы включены в базовые цепи транзисторов усилител  мощности.

Во всех слу.ча х усилитель мощности работает на .индуктивную (индуктивно-активную ) нагрузку, поэтому , во избежание насыщени  сердечника с-илового трансформатора при регулировании и стабилизации задан ного выходного напр жени , на силовой трансформатор необходимо подавать симметричные импульсы с паузой на нуле.

В указанных схемах при закрывании силовых транзисторов (в паузе); на силовом трансформаторе и, соответственно/ на нагрузке по вл ютс  выбросы противоположной рабочему импульсу пол рности, вли к дие на величину выходного напр жени , в результате чего нет линейной зависимости между длительностью управл ющего импульса и величиной выходного напр жени .

Кроме того, из-за нелинейности характеристики и искажени  рабочих импульсов эти стабилизированные преобразователи дл  сохранени  оптимальных режимов элементов схемы работают , как правило, в узком диапазоне регулировани  выходного напр жени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство, в котором дл  улучшени  линейности регулировани  выходного напр жени  и получени  паузы на нуле параллельно первичной обмотке трансформатора в полумостовом усилителе мощности включают допрлнительный ключ 3 .

Указанное устройство содержит усилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме на транзисторах и обратных диодах, диагональ посто нного тока которого подключена к разноименным полюсам входного источника питани  со средней точкой, трансформатор, у которого один конец первичной обмотки подключен к точке соединени  эмиттера одного и коллектора другого транзисторов усилите- л  мощности; а другой конец т- к точке соединени  обратных диодов,

выпр митель, входом подключенный к вторичной обмотке трансформатора, а выходом к выходным клеммам, узел сравнени , первый вход которого подключен к выходным клеммам, а выход к входу блока управлени , источник опорного .напр жени  выходом подключенный к второму входу узла сравнени , ключевой элемент.

Схема сложна в .управлении Г так как дл  ее нормальной работы при регулировании длительности импульсов необходимо управл ть работой одновременно трех-четырёх транзисторов. Кроме Того, ухудшаетс  линейность регулировани  при малых длительност х рабочих импульсов и низких уров н х выходного напр жени , так как длительность импульсов зависит не только от времени переключени  транзисторов усилител  мощности, но и от времени переключени  элемента, шунтирующего обмотку трансформатора. .Из-за различи  времен переключени  транзисторов усилител  мощности возможна также несимметричность выходных импульсов в положительный и отрицательный полупериоды, особенно при малых длительност х импульсов, что также ухудшает линейность характеристики устройства.

При наличии дополнительного ключа , шунтирующего первичную обмотку трансформатора, сквозные токи при переключении элементов схемы прохо.- д т не только через ключи усилител  мсадности и дополнительный ключ от каждого из двух источников питани  |полумрстового усилител  мощности, что может привести к потере устойчивости и полному нарушению работы устройства и ведет к ухудшению надежное ти.

Целью изобретени   вл етс  улучшение линейности регулировани  выходного напр жени  и упр мцение стабилизированного преобразователи посто нного напр жени ..

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизированном преобразователе посто нного напр жени , содержащем усилитель .мощности, выполненный по полумостовой схеме на транзисторах и обратных диодах, диагонал посто нного тока которого подсоединена к выводам дл  подключени  разноименных полюсов входного источника питани  со средней точкой, трансформатор , у которого один конец первичной обмотки подключен к соединени  эмиттера одного и коллектора другого транзисторов усилител  мощности , а другой конец - к точке соединени  обратных диодов, выпр митель , входом подключенный к вторичной обмотке.трансформатора, а выходом - к выходным клеммам, узел сравнени , первый вход которого подключе

к выходным клеммам, а выход - к входу блока управлени , источник опорного напр жени , выходом подключенный к второму входу узла сравнени , и ключевой элементу последний включен между точкой соединени  первичной обмотки трансформатора с обратными диодами и средней точкой входного источника питани , а выход блока управлени  соединен с управл ющим входом ключевого элемента.

На фиг. 1 представлена схема стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени ; на фиг. 2 - диаграммы напр жений.

Схема (фиг. 1) содержит источник 1с конденсатороми 2 и 3, транзисторы 4 и 5, включенные по полумостовой схеме, трансформатор 6, у которого один конец первичной обмотки подключен к точке соединени  эмиттера транзистора 4 и коллектора транзистора 5, а другой, конец через обратные диоды 7 и 8 - к полюсам источника питани  1,-выпр митель 9, подключенный к вторичной обмотке трансформатора 6, источник опорного напр жени  10, узел сравнени  11 блок управлени  12 и ключеовй элемент 13, включенный между точкой соединени  первичной обмотки трансформатора 6 с обратными диодами 7 и 8 и точкой соединени  конденсаторов 2 и 3. Точка соедииени  конденсаторов 2 и 3  вл етс  средней точкой источника питани  1.

Схема работает следующим образом

Транзисторы 4 и 5 управл ютс  в противофазе полными пр моугольными симметричными напр жени ми Lt и и (фиг. 2), а ключевой элемент 13 .С началом каждого полупериода в моменты времени toI tj, 1д, ... открываетс  под действием управл ющего напр жени  U , подаваемого от схемы управлени  12. В момент времени t(,, когда одновременно открываютс  транзистор 4 и ключевойэлемен т 13 от-конденсатора 2 по цепи: -транзистор 4 - первична  обмотка трансформатора б - ключевой элемент 13 протекает ток. Напр жение U положительной пол рности с вторичной обмотки трансформатора 6 подаетс  на выпр митель 9, выпр мленное напр жение с выпр мител  9 подаетс  на схему сравнени  11, где оно сравниваетс  с опорным напр жением, поступгиощим от источника опорного напр жени  10, и результат измерени  напр жени  от схемы сравнени  1 подаетс  на схему управлени  12i

По результату измерени  напр жени  схема управлени  12 в момент времени t прекращает подачу управл ющего напр жени  U на ключевой элемент 13, и ключевой элемент 13 закрываетс . При закрывании ключе

вого элемента 13 первична  обмотка трансформатора 6 оказываетс  отключенной от конденсаторов 2 и 3. После закрывани  ключевого элемента 13 ток первичной обмотки трансформатора 6 протекает через обратный диод 7 и транзистор 4. В промежуток времени от t до t первична  обмотка трансформатора 6 оказываетс  закороченно й обратным диодом 7 и

10 открытым транзистором 4. При этом на первичной и, соответственно, на вторичной обмотке получаетс  напр жение , близкое к нулевому значению. Такое состо ние схенал сохран етс 

5 до момента времени t, когда измен етс  пол рность управл ющих напр жений 1) и и, и на ключевой . элемент 13 поступает управл ющее напр жение И-з, .

Q В момент времени t напр жени  и и -и мен ют пол рность, а на ключевой элемент 13 подаетс  управл ющее напр жение U, в результате чего транзистор 4 закрываетс , транзистор 5 и ключевой элемент 13 открываютс . С момента времени t,j, от конденсатора 3 по цепи: ключевой элемент 13 - первична  обмотка трансформатора 6 - транзистор 5 проте кает ток. Напр жение на первичной

и вторичной обмотках трансформатора б имеет отрицательную пол рность. Вь1ходн6е напр жение с вторичной обмотки трансформатора 6 снова поступает на выпр митель 9 и т.д. В

5 момент времени tj схема управлени  12 закрывает ключевой элемент 13. С этого момента времени t первична  обмотка трансформатора б оказываетс  отключенной от конденсаторов 2

0 и 3 и закороченной открытым транзистором 5 и обратным диодом 8. В этом режиме, когда ток первичной обмотки протекает через транзистор 5 и обратный диод 8, с вторичной обмотки трансформатора 6 снова снимаетс  напр жение (J близкое к нулевому значению. Такое состо ние схемы сохран етс  до момента времени 1д, когда происходит очередное

п изменение пол рностей управл ющих напр жений U- и Uj а управл ющее напр жение Щ подаетс  на ключевой. элемент 13. С момента времени t повтор етс  режим, в котором схема работала с момента времени t и т.д.

Данное устройство с регулировкой длительности импульсов только одного управл ющего напр жени  и позвол ет получить на выходной обмотке трансформатора 6 неискаженные 0 симметричные импульсы Ц с регулируемой по длительности паузой на нуле, что не обеспечиваетс  в схемах полумостовых преобразователей напр жени , в которых управление величиной 5 выходного напр жени  производитс 

регулировкой длительности импульсов напр жений О- и Ui.

Управл к цее напр жение УЗ регулируетс  по длительности от нул  до полупериода, что позвол ет в данной

схеме получать выходное напр жение, рег.улйруемое по величине от нул  до максимального значени , причем величина выходного напр жени  пр мо пропорциональна .длительности импульсов управл ющего напр жени  Uj.

Й.А 2 .

Claims (1)

1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий усилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме на транзисторах и обратных диодах, диагональ постоянного тока которого подсоединена к выводам для подключения разноименных полюсов входного источника питания со средней точкой, трансформатор, у которого один конец первичной обмотки подключен к точке соединения эмиттера одного и коллектора другого транзисторов усилителя мощности, а другой конец - к точке соединения обратных диодов, выпрямитель, входом подключенный к вторичной обмотке трансформатора, а выходом - к выходным клеммам, узел сравнения, первый вход которого подключен к выходным клеммам, а выход к входу блока управления, источник опорного напряжения, выходом подключенный к второму входу узла сравнения, и ключевой элемент, отличающийся тем, что, с целью улучшения линейности регулирования выходного напряжения и упрощения, ключевой элемент включен между точке соединения первичной обмотки трансформатора с обратными диодами и сред ней точкой входного источника питания, а выход блока управления соединен с управляющим входом ключевого элемента.

   Λ 6 2 7 ί -- 4-1 0—г ιΓ >- . ’’VW' % 8 J1TL % Г j ----------- < +-2 -f7]- jff |- - 18 ----—

   ._;y _SU 1035591 >

   fui.1

   1035591 ’