SU1056391A1 - Single-step stabilized converter - Google Patents

Single-step stabilized converter Download PDF

Info

Publication number
SU1056391A1
SU1056391A1 SU823394090A SU3394090A SU1056391A1 SU 1056391 A1 SU1056391 A1 SU 1056391A1 SU 823394090 A SU823394090 A SU 823394090A SU 3394090 A SU3394090 A SU 3394090A SU 1056391 A1 SU1056391 A1 SU 1056391A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
transistor
input
capacitor
additional
Prior art date
Application number
SU823394090A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Бранкович Хреляц
Лев Андреевич Марин
Юрий Михайлович Хапилов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8799
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8799 filed Critical Предприятие П/Я В-8799
Priority to SU823394090A priority Critical patent/SU1056391A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1056391A1 publication Critical patent/SU1056391A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

1. ОДНОТАКТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР, содержащий силовой транзистор, трансформатор, первична  обмотка которого включена в выходную цепь, а обмотка положительной обратной св зи подключена к управл ющему входу транзистора, узел запуска, дополнительный транзистор, шунтирующий вход силового транзистора, выходной выпр митель , усилитель обратной св зи, входы которого св заны с выходным выпр мителем и опорным элементом, дополнительный выпр митель , вход которого подключен к обмотке положительной обратной св зи, конденсатор , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, в него введен компаратор и зар дный резистор, через который конденсатор подключен к выходу дополнительного выпр мител , причем обща  точка соединени  зар дного резистора и конденсатора подключена к первому входу компаратора, к второму входу которого подключен выход усилител  обратной св зи, а выход компаратора подключен к управл ющему входу дополнительного транзистора. 2.Конвертор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности путем ограничени  тока перегрузки, последовательно с выходом усилител  обратной св зи включен дополнительный источник опорного напр жени . 3.Конвертор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  габаритов конден (Л сатора, в него введен коммутирующий транзистор , управл ющих вход которого через выпр мительный диод подключен к дополнительной обмотке трансформатора, а выходна  цепь подключена параллельно конденсатору . СП о со со1. SINGLE-TABLE STABILIZED CONVERTER containing a power transistor, a transformer whose primary winding is included in the output circuit, and a positive feedback winding is connected to the control input of the transistor, a startup node, an additional transistor, a shunt input of the power transistor, an output rectifier, a reverse amplifier connection, the inputs of which are connected to the output rectifier and the supporting element, an additional rectifier whose input is connected to the positive feedback winding, a capacitor, from In order to increase efficiency, a comparator and a charging resistor are inserted into it, through which a capacitor is connected to the output of an additional rectifier, the common connection point of the charging resistor and capacitor is connected to the first input of the comparator, to the second input of which is connected feedback amplifier, and the comparator output is connected to the control input of the auxiliary transistor. 2. A converter according to Claim 1, characterized in that, in order to increase reliability by limiting the overload current, an additional source of reference voltage is connected in series with the output of the feedback amplifier. 3. The converter according to claim 1, characterized in that, in order to reduce the size of the condensate (L sator, a switching transistor is inserted into it, which controls the input through a rectifying diode connected to the auxiliary winding of the transformer, and the output circuit is connected in parallel to the capacitor. SP about with so

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани . Известен однотактный стабилизированный конвертор, содержащий силовой транзистор , трансформатор, узел запуска, выходной выпр митель, цепь обратной св зи, задающий генератор 1. Недостатками этого конвертора  вл ютс  малое быстродействие, а также сложность управл ющей части, в св зи с необходимостью использовани  задающего генератора и согласующих цепей. ; Наиболее близким к изобретению  вл етс  однотактный стабилизированный конвертор , содержащий силовой транзистор, трансформатор, первична  обмотка которого включена в выходную цепь, а обмотка положительной обратной св зи подключена к управл ющему входу транзистора, узел запуска, дополнительный транзистор, щунтирующий управл ющий вход силового транзистора, выходной выпр митель, усилитель обратной св зи, входы которого св заны с выходным выпр мителем и опорным элементом, дополнительный выпр митель, вход которого подключен к обмотке положительной обратной св зи, конденсатор. Даниыи конвертор имеет достаточно хорощие динамические характеристики 2. Однако наличие в выходной цепи силового транзистора и резистора обратной св зи существенно снижает КПД. Цель изобретение - повыщение КПД. Эта цель достигаетс  тем, что в однотактный стабилизированный конвертор, содержащий силовой транзистор, трансформатор , первична  обмотка которого включена в выходную цепь, а обмотка положительной обратной св зи подключена к управл ющему входу транзистора, узел запуска, дополнительный транзистор, шунтирующий управл ющий вход силового транзистора, выходной выпр митель, усилитель обратной св зи ,входы которого св заны с выходным вы пр мителем и опорным элементом, дополнительный выпр митель, вход которого подключен к обмотке положительной обратной св зи, конденсатор, введен компаратор и зар дный резистор, через который конденсатор подключен к выходу дополнительного вьшр мител , причем обща  точка соединени  зар дного резистора и конденсатора подключена к первому входу компаратора, к второму входу которого подключен выход усилител  обратной св зи, а выход компаратора подключен к управл ющему входу дополнительного транзистора.. С целью повыщени  надежности путем ограничени  тока перегрузки последовательно с выходом усилител  обратной св зи может быть включен дополнительный источник опорного напр жени . С целью уменьщени  габаритов конденсатора ,в него можег быть введен коммутирующий транзистор, управл ющий вход которого через выпр мительный диод подключен к дополнительной обмотке трансформатора , а выходна  цепь подключена параллельно конденсатору. На фиг. 1 приведена схема одного из вариантов однотактного стабилизированного конвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн ющие работу конвертора. Конвертор содержит силовой транзистор 1, трансформатор 2, узел запуска на транзисторе 3, конденсаторе 4, диоде 5 и резисторах 6-8. К управл ющему входу транзистора 1 подключена обмотка положительной обратной св зи трансформатора 2 через базовый резистор 9. Дополнительный транзистор 10 с накопительным конденсатором 11 св занным через выпр мительный диод 12 с дополнительной обмоткой трансформатора 2, щунтирует управл ющий вход транзистора 1. Через дополнительный выпр митель 13 к обмотке положительной обратной св зи трансформатора 2 подключены последовательно соединенные зар дный резистор 14, конденсатор 15 и резистор 16. Согласующий каскад из резисторов 17-19 конденсатора 20 и транзистора эмиттерного повторител  21 через оптрон 22 св зывает выход усилител  23 обратной св зи и подключенный к нему опорный элемент 24 с вторым входо.м компаратора, выполненного на транзисторах 25 и 26 по схеме аналога однопереходного транзистора. Первый вход компаратора через резистор 27 подключен к общей точке зар дного резистора 14 и конденсатора , 15. Выход компаратора через резистор 28 подключен к управл ющему входу дополнительного транзистора 10. Дл  полного разр да конденсатора 15 его шунтирует коммутирующий транзистор 29, управл ющий вход которого через резистор 30 и выпр мительный диод 12 подключен к дополнительной обмотке трансформатора 2. Последовательно с выходом усилител  23 обратной св зи через фотоприемник оптрона 22 включен дополнительный источник опорного напр жени  - стабилитрон 31. На фиг. 2 приведены временные диаграммы , по сн ющие работу конвертора по сн ют временные диаграммы 32-35, соответственно напр жений на обмотках трансформатора 2; тока в первичной обмотке трансформатора 2; напр жений на входах компаратора 25,26; напр жений на выходе компаратора 25, 26. Конвертор работает следующим образом. В момент подачи входного напр жени  зар жаетс  конденсатор 4 и отпираетс  транзистор 3 узла запуска, что приводит к от-пиранию силового транзистора 1, по влению . ока в первичной обмотке трансформатора 2, и, следовательно, напр жени  на остальных обмотках. Это вызывает протекание тока через базовый резистор 9 и насыщение транзистора 1 от обмотки положительной обратной св зи. Одновременно происходит зар д конденсатора 4 отрицательным напр жением через резисторы 8 и 9 и диод 5 и накопительного конденсатора 11 через диод 12, что приводит к запиранию транзистора 3 запуска и по влению на конденсаторе 11 отрицательного потенциала по отношению к транзистору 1. Напр жение трех последовательных секций обмотки положительной обратной св зи трансформатора 2 через диоды 12 и 13 и резисторы 14 и 16 линейно зар жает конденсатор 15, что создает на первом входе аналога однопереходного транзистора 25 26 пилообразное напр жение, наложенное ZO11И /1ииии(Д.ЭПиСПаи ЛЛХЛ и Г|, на посто нную составл ющую на резисто ,г- т. 1 „„„„ „,,гт гло лоииг,гп ре 16. На втором входе однопеременного транзистора 25, 26 устанавливаетс  пороговое напр жение, зависимое от сигнала обратной св зи (сопротивлени  фототранзистора оптрона 22). В момент достижени  на конденсаторе 15напр жени , величина которого в сумме с падением напр жени  на резисторе 16 равна порогу срабаты.вани  одноперходного транзистора 25, 26 происходит включение дополнительного транзистора 10 от конденсатора 15 через выходную цепь однопереходного транзистора 25,26 и резистор 28. При этом к базе силового транзистора прикладываетс  отрицательное напр жение конденсатора 11 и он запираетс . На обмотках трансформатора 2 по вл ютс  напр жени  противоположной пол р .U. f - . нести. От дополнительной секции обмотки положительной обратной св зи через диод 12 отпираетс  транзистор 29 и практически полностью разр жаетс  конденсатор 15, подготавлива  схему формировани  пилооб J . J I Cli:JllIlLJ(/l 4,j-iV,14jr XJ vx ... - разного напр жени  к следующему периоду работы. При резком увеличении входного напр жени  скорость нарастани  напр жени  на конденсаторе 15 пилообразного напр жени  возрастает, что уменьшает длительность открытого состо ни  транзистора 1, поддержива  напр жение на выходе посто нным. Соответствуюшим подбором сопротивлени  резистора 16 и емкости конденсатора 15 обеспечиваетс  почти полна  инвариантность выходного напр жени  от входного В данном конверторе большему значению выходного напр жени  соответствует меньшее значение опорного напр жени  на компараторе (однопереходном транзисторе 1X. 25, 26). Поэтому при больших кратност х npnprnv oK. когда значительно возрастают перегрузок, когда значительно возрастают падени  напр жений в силовом контуре, напр жение на втором входе компа-ратора 25, 26 резко падает, и врем  открытого состо ни  транзистора 1 несоизмеримо больше времени его закрытого состо ни . В результате этого силовые элементы кон1 .,,™, гт%лг.п плчлои вертора наход тс  в недопустимых режимах . Дл  исключени  этого последовательно с выходом цепи обратной св зи (последовательно с фототранзистором) необходимо включать дополнительный источник опорного напр жени  стабилитрон 31. Это обеспечивает необходимое минимальное врем  выключенного Состо ни  силового транзистора 1, а следовательно, и ограничени  тока перегрузки. Таким образом, введение в схему конверТГ м -л i riOOl Xi тора компаратора позволило исключить из выходной цепи силового транзистора резистор обратной св зи и получать, за счет этого, более высокий КПД по сравнению с известным устройством.The invention relates to converter electronics and can be used in secondary power sources. A single-ended stabilized converter containing a power transistor, a transformer, a start node, an output rectifier, a feedback circuit, a master oscillator 1 is known. The disadvantages of this converter are the low speed and complexity of the control unit, due to the need to use the master oscillator and matching chains. ; Closest to the invention is a single-ended stabilized converter containing a power transistor, a transformer whose primary winding is included in the output circuit, and a positive feedback winding is connected to the control input of the transistor, a start node, an additional transistor, a bypassing control input of the power transistor, output rectifier, feedback amplifier, whose inputs are connected to the output rectifier and the supporting element, an additional rectifier whose input is connected to the winding a positive feedback capacitor. This converter has rather good dynamic characteristics 2. However, the presence in the output circuit of the power transistor and feedback resistor significantly reduces the efficiency. The purpose of the invention is to increase efficiency. This goal is achieved by the fact that in a single-ended stabilized converter containing a power transistor, a transformer whose primary winding is included in the output circuit, and the positive feedback winding is connected to the control input of the transistor, the startup node, an additional transistor, shunt the control input of the power transistor , output rectifier, feedback amplifier, whose inputs are connected to the output rectifier and the supporting element, additional rectifier, whose input is connected to the winding, put a capacitor, a comparator and a charging resistor are inserted through which the capacitor is connected to the output of an additional identifier, and the common connection point of the charging resistor and capacitor is connected to the first input of the comparator, to the second input of which the output of the feedback amplifier is connected, and the comparator output is connected to the control input of the additional transistor. In order to increase reliability by limiting the overload current in series with the output of the feedback amplifier, it can be switched on an additional source of reference voltage. In order to reduce the size of the capacitor, a switching transistor can be inserted into it, the control input of which through a rectifying diode is connected to the auxiliary winding of the transformer, and the output circuit is connected in parallel to the capacitor. FIG. 1 shows a diagram of one of the variants of a single-ended stabilized converter; in fig. 2 - timing diagrams that show how the converter works. The converter includes a power transistor 1, a transformer 2, a triggering node on a transistor 3, a capacitor 4, a diode 5, and resistors 6-8. The control input of the transistor 1 is connected to the positive feedback winding of transformer 2 through the base resistor 9. An additional transistor 10 with a storage capacitor 11 connected through a rectifying diode 12 with an additional winding of the transformer 2 shunts the control input of transistor 1. Through an additional rectifier 13 to the winding of the positive feedback of the transformer 2 are connected in series a charging resistor 14, a capacitor 15 and a resistor 16. A matching cascade of resistors 17-19 condensates 20 and the emitter follower transistor 21 through the optocoupler 22 connects the output of the feedback amplifier 23 and the supporting element 24 connected to it with the second input of a comparator, made on transistors 25 and 26 according to the analogue circuit of a unijunction transistor. The first comparator input through a resistor 27 is connected to a common point of the charging resistor 14 and a capacitor 15. The comparator output is connected through a resistor 28 to the control input of the additional transistor 10. For a full discharge of the capacitor 15 it is bridged by the switching transistor 29, whose control input through the resistor 30 and the rectifying diode 12 are connected to the additional winding of the transformer 2. In series with the output of the feedback amplifier 23 through the photoreceiver of the optocoupler 22 an additional source of reference voltage is turned on - zener diode 31. In FIG. Figure 2 shows the timing diagrams explaining the operation of the converter; timing diagrams 32-35 are shown, respectively, of the voltages on the windings of the transformer 2; current in the primary winding of the transformer 2; voltages at the inputs of the comparator 25,26; voltage at the output of the comparator 25, 26. The converter works as follows. At the moment the input voltage is applied, the capacitor 4 is charged and the transistor 3 of the start-up node is turned off, which leads to the appearance of the power transistor 1. It appears in the primary winding of the transformer 2, and, therefore, the voltage on the other windings. This causes current to flow through the base resistor 9 and the saturation of the transistor 1 from the positive feedback winding. At the same time, the capacitor 4 is charged with negative voltage through resistors 8 and 9 and diode 5 and storage capacitor 11 through diode 12, which causes the starting transistor 3 to close and negative potential appears on the capacitor 11 relative to transistor 1. The voltage of three consecutive the winding sections of the positive feedback of the transformer 2 through the diodes 12 and 13 and the resistors 14 and 16 linearly charge the capacitor 15, which creates a sawtooth voltage at the first input of the analogue of the single junction transistor 25 26 ZO11I / Iiiii (D.DELEPI LLHL and G |), on a constant component on the resistor, Gt. 1 „„ „„ „, rt glooiig, gpre 16. At the second input of the single variable transistor 25, 26 is set threshold voltage dependent on the feedback signal (the resistance of the phototransistor of the optocoupler 22). When the capacitor reaches 15, the value of which in addition to the voltage drop on the resistor 16 is equal to the threshold of operation of the single transistor 25, 26 the additional transistor is activated 10 from the capacitor 15 through the output circuit dnoperehodnogo transistors 25,26 and the resistor 28. In this case, to the base of the power transistor is applied a negative voltage of the capacitor 11 and it is locked. On the windings of transformer 2, the voltage across the opposite field p. U appears. f -. carry The transistor 29 is unlocked from the additional winding section of the positive feedback through the diode 12 and the capacitor 15 is almost completely discharged, preparing the sawtooth formation circuit J. JI Cli: JllIlLJ (/ l 4, j-iV, 14jr XJ vx ... - different voltages for the next period of operation. With a sharp increase in input voltage, the rate of increase of voltage on the capacitor 15 of the sawtooth voltage increases, which reduces the duration of the open state of the transistor 1, maintaining the output voltage constant. By appropriate selection of the resistance of the resistor 16 and the capacitance of the capacitor 15 provides almost complete invariance of the output voltage from the input In this converter, a higher value of the output voltage lower value of the reference voltage on the comparator (single-junction transistor 1X. 25, 26). Therefore, with large multiples npnprnv oK. when overloads significantly increase, when voltage drops in the power circuit significantly increase, the voltage at the second input of the compiler 25, 26 drops sharply, and the open state time of transistor 1 is disproportionately longer than the time of its closed state. As a result, the power elements of const. ,, ™, rm% lg of the inverter are in unacceptable modes. To avoid this, an additional reference voltage source, Zener diode 31, must be connected in series with the output of the feedback circuit (in series with the phototransistor). This ensures the necessary minimum time of the OFF state of the power transistor 1, and consequently, the overload current limits. Thus, the introduction of a comparator torus into the MTPL converter Tx circuit allowed us to exclude a feedback resistor from the output circuit of the power transistor and thereby obtain a higher efficiency than the known device.

Claims (3)

1. ОДНОТАКТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР, содержащий силовой транзистор, трансформатор, первичная обмотка которого включена в выходную цепь, а обмотка положительной обратной связи подключена к управляющему входу транзистора, узел запуска, дополнительный транзистор, шунтирующий вход силового транзистора, выходной выпрямитель,' усилитель обратной связи, входы которого связаны с выходным выпрямителем и опорным элементом, дополнительный выпрямитель, вход которого подключен к обмотке положительной обратной связи, кон денсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введен компаратор и зарядный резистор, через который конденсатор подключен к выходу дополнительного выпрямителя, причем общая точка соединения зарядного резистора и конденсатора подключена к первому входу компаратора, к второму входу которого подключен выход усилителя обратной связи, а выход компаратора подключен к управляющему входу дополнительного транзистора.1. A ONE-STABILIZED STABILIZER CONVERTER containing a power transistor, a transformer whose primary winding is included in the output circuit, and a positive feedback winding is connected to the control input of the transistor, a start node, an additional transistor, a shunt input of the power transistor, an output rectifier, a feedback amplifier, the inputs of which are connected to the output rectifier and the supporting element, an additional rectifier, the input of which is connected to the positive feedback winding, is a capacitor, distinguishing In order to increase the efficiency, a comparator and a charging resistor are introduced into it, through which a capacitor is connected to the output of an additional rectifier, and the common connection point of the charging resistor and capacitor is connected to the first input of the comparator, to the second input of which the feedback amplifier output is connected , and the output of the comparator is connected to the control input of the additional transistor. 2. Конвертор по π. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения тока перегрузки, последовательно с выходом усилителя обратной связи включен дополнительный источник опорного напряжения.2. The converter according to π. 1, characterized in that, in order to increase reliability by limiting the overload current, an additional reference voltage source is connected in series with the output of the feedback amplifier. 3. Конвертор по π. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов конденсатора, в него введен коммутирующий транзистор, управляющих вход которого через выпрямительный диод подключен к дополнительной обмотке трансформатора, а выходная цепь подключена параллельно конденсатору.3. The converter according to π. 1, characterized in that, in order to reduce the size of the capacitor, a switching transistor is introduced into it, controlling the input of which through a rectifier diode is connected to the additional winding of the transformer, and the output circuit is connected in parallel with the capacitor.
SU823394090A 1982-02-17 1982-02-17 Single-step stabilized converter SU1056391A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823394090A SU1056391A1 (en) 1982-02-17 1982-02-17 Single-step stabilized converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823394090A SU1056391A1 (en) 1982-02-17 1982-02-17 Single-step stabilized converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1056391A1 true SU1056391A1 (en) 1983-11-23

Family

ID=20996600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823394090A SU1056391A1 (en) 1982-02-17 1982-02-17 Single-step stabilized converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1056391A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Электронна техника в автоматике. Сборник, вып. 14. М., «Советское радио, 1980, с. 33, рис. 3. 2. «Электроника, 1978, том 51, № 26 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4945465A (en) Switched-mode power supply circuit
US5168435A (en) Converter
JP3273598B2 (en) Switching power supply
SU1056391A1 (en) Single-step stabilized converter
SU1755353A1 (en) Dc voltage-to-dc voltage single-cycle reverse-operation converter
JP2776152B2 (en) Switching regulator
JPS6130961A (en) Switching control type power source circuit
JPS5820549B2 (en) switching regulator
SU1714769A2 (en) Stabilized converter
RU2069444C1 (en) Single-ended stabilizing dc voltage changer
SU1739462A1 (en) Dc voltage converter
SU1617589A1 (en) Secondary power supply source
SU970610A1 (en) Two-cycle voltage converter
SU1272318A1 (en) D.c.voltage stabilizer
JP2554736Y2 (en) Switching regulator
SU1614081A1 (en) Single-end d.c. voltage converter
JPH09182425A (en) Dc-dc converter
SU1636958A1 (en) Regulated power supply
SU775719A1 (en) Pulse stabilizer
SU761993A1 (en) Stabilized rectifier
SU1665483A1 (en) Dc voltage converter
SU1045365A1 (en) Pulse amplifier
JP3287039B2 (en) Switching power supply
SU1164836A1 (en) D.c.voltage converter
JPH0357711B2 (en)