SU1267572A1 - Стабилизированный источник посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани  Цель изобретени  повышение надежности и КПД путем улучшени  динамики переключени  транзисторов. Преобразователь содержит задающий генератор 1, генератор пилообразного напр же™ НИН 2, компаратор 3, триггер 4, предварительный усилитель 5, мостовой инвертор 6 на транзисторах 7-10 и трансформаторах 11 и 13. Введение транзисторного ключа 16, компаратора 17, резисторов 18 и 19, конденсатора 20, элемента И 22 обеспечивает медлен ное нарастание коллекторного тока ключа 16 и уменьшает потери на вклю- чение. При окончании сигнала на выходе элемента И 22 ток в цепи коллек тора ключа 16 спадает, но за счет действи  конденсатора 20 формируетс  быстрое выключение. Потери мощности с 3 при выключении ключа 16 значительно (Л уменьшаютс . Выключение транзисторов 7-10 происходит при отсутствии потерь мощности в закрытом ключе,16. 2 ил. го а ел 1C

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторич ных источников питани .

Цель изобретени  - повьппение на дежности и КПД путем улучшени  динамики переключени  транзисторов инвертора .

На фиг. 1 приведена принципигшьна  схема предложенного стабилизированного источника посто нного напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений с

Стабилизированный источник посто нного напр жени  содержит задающий генератор 1, выход которого соединен через генератор 2 пилообразного напр жени  с первым входом компарато- ра 3, триггер 4, счетный вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходы - с входами предварительного усилител  5 с трансформаторным выходом, мостовой инвертор 6 на транзисторах , базовые цепи которых соединены через резнеторы с выходными обмотками трансформатора 11 предварительного усилител  5, выпр митель 12, вход которого соединен с выходной обмоткой трансформатора 13 мостового инвертора.6, а выходы через выходной фильтр 14 и усилитель 15 обратной св зи - с вто- рым входом компаратора 3, транзистор ный ключ 16, дополнительный компаратор , 17, базовый резистор 18, резне- тор 19, конденсатор 20, элемент НЕ 21, элемент И 22, дроссель 23, формирователь 24, при этом коллектор транзисторного ключа 16 соединен с общей точкой соединени  эмиттеров транзисторов 8, 10 мостового инвертора 6, а эмиттер через параллельно соединенные резистор 19 и конденсатор ,20 - с минусовой шиной питани , выход задающего генератора 1 соединен через элемент НЕ 21 с первым входом элемента ТЛ 22, второй вход которого соединен с выходом компаратора 3, а выход - с первым входом дополнитель ного компаратора 17, второй вход ко- торого соединен с эмиттером транзисторного ключа 16, база которого соединена через базовый резистор 18 с выходом дополнительного компаратора 17 цепи питани  которого соединены соответственно с положительным +и„ и отрицательным и„ вьшодом двухпол рного источника, средней точкой

соединенного с эмиттером транзис- тЪриого ключа 16, нелинейный дроссел 23 включен последовательно с первичной обмоткой трансформатора 13 в диагональ мостового инвертора 6, формирователь 24 подключен между коллектором и эмиттером транзисторного клкгча 16

Устройство работает следующим образом .

Задающий генератор 1 формирует последовательность импульсов большой скважности (фиг. 2 и), поступающих на генератор 2 пилообразного напр жени  и делитель частоты. Пилообразное напр жение (фиг. 2S) сравниваетс  с напр жением Ug рассогласовани  усилител  15 обратной св зи с помощью компаратора 3, на выходе которого формируетс  последовательность импульсов (фиг. 2&), модулированна  по ширине Триггер 4.формирует сигналы (фиго 22,4-) по переднему фронту сигналов с выхода задающего генератора 1, сдвинутые один относительно другого на полпериода (Т/2), которые поступают на вход предварительного усилител  5i Элемент НЕ 21 формирует сигнал (фиг. 2е), поступающий на первый вход элемента И 22. При этом сигналы на выходе элемента И 22 (фиг. 2) задержаны относительно импульсов на выхода компаратора 3 на величину, определ емую длительностью сигнала на выходе задающего генератора 1 .

Сигналы с выходов триггера 4 (фиг. 2г,) поступают на предварительный усилитель 5, который формирует на обмотках трансформатора 11 пр моугольное переменное напр жение (фиго 2|)„

В положительный полупериод напр жени  на обмотках открьгааютс  транзисторы 7 и 10 мостового инвертора 6. В отрицательный полупериод открываютс  транзисторы 8 и 9, при этом транзисторы 7 и 10 запираютс , т.е. транзисторы 7, 10 и 8, 9 попеременно открываютс  и закрьшают;: о

Claims (1)

1. Широтно-модулированный сигнал с выхода элемента И 22 (фиг. 2ж) по- ступает на первый вход дополнительного компаратора 17, на втором входе которого сигнал отсутствует, так как транзисторный ключ 16 закрыт и ток через резистор 19 не проходит При этом на выходе дополнительного компаратора 17 формируетс  импульс, отпирающий транзисториьш ключ 16 Отпирающий ток ограничиваетс  базо вым резистором 18. При отпирании транзисторного клю ча 16 по цепи: транзисторы 7, 10, первична  обмотка трансформатора 13, дроссель 23, силовой транзистор 16, резистор 19, конденсатор 20 проходит ток. За счет конденсатора 20, вклю ченного параллельно резистору 19, напр жение на втором входе дополни тельного компаратора 17 вырабатывает медленно, с задержкой, выходной сигнал которого обеспечивает большой отпирающий базовый ток и быстрое отпирание силового транзистора 16. В результате напр жение коллектор эмиттер спадает быстро, а ток коллек тора транзисторного ключа 16 нараст -ет медленее за счет включени  нели нейного дроссел  23 последовательно с первичной обмоткой трансформатора 13. Дроссель 23 имеет пр моугольную петлю намагничивани  и ограничивает только фронт нарастани  тока, далее он входит в насьщение и не оказьшает вли ни  на работу в течение данного полупериода работы преобразовател . Таким образом, потери мощности при включении транзисторного ключа 16 уменьшаютс . При окончании сигнала на выходе элемента И 22 (фиг. ,) транзисторный ключ 16 начинает отключатьс  и ток в цепи коллектора начинает спа дать. Однако за счет действи  конденсатора 20 напр жение на втором входе уменьшаетс  медленно и обеспечиваетс  формированное выключение транзисторного ключа 16, в результате ток через него спадает быйтрее. При этом напр жение на коллекторе эмиттере транзисторного ключа 16 нарастает медленно „ Задержка нарас- тани  напр жени  обеспечиваетс  фор- мирователем 24, состо пшм из конден сатора, резистора и диода Последо- вательно соединенные конденсатор и диод формировател  24 обеспечивают задержку нарастани  напр жени  коллектор эмиттер транзисторного ключа 16о Резистор формировател  24 обеспечивает разр д .конденсатора формирова тел  24 при открытом состо нии сило- вого транзистора 16, т.е. потери мощности при выключении транзисторного ключл 16 значительно уменьшаютс . В следующий полупериод цикл работы повтор етс . При этом открьшаютс  транзисторы 8, 9 мостового инвертора 6.С задерккой, определ емой длительностью сигнала на выходе задающего генератора 1 (фиг. 2), отпираетс  транзисторный ключ 16. По цепи: транзисторы 8 и 9, первична  обмотка трансформатора 13, нелинейный дроссель 23, транзисторньй ключ 16, резистор 19, конденсатор 20 проходит ток. Нелинейный дроссель 23 перемагничиваетс , обеспечива  задержку нарастани  тока при включении, С выхода трансформатора 13 переменное напр жение (фиг. 2и) с регу:1ируемой паузой поступает на вьтр митель 12, с выхода которого напр жение (фиг. 2к) поступает на фильтр 14. С выхода последнего напр жение (фиг. 2А) подаетс  на вьшоды дл  подключени  нагрузки , Включение транзисторного ключа 16 происходит при открытых транзисторах 7,10 или 8, 9 силового мостового инвертора 6 При этом потери мощности при включении транзисторов 7-10 мостового инвертора отсутствуют, так как по вление коллекторного тока происходит при открытом состо нии транзисторов 7-10, т.е при нулевом напр жении Un5 на коллекторе - эмиттере транзисторов 7-10 (фиг. 2м.) „ Выключение транзисторов 7-10 мостового инвертора 6 происходит при отсутствии тока коллектора (фиг. 2н), так как транзисторные ключ 16 уже заперт . При этом потери мощности на выключение транзисторов 7-10 мостового преобразовг1тел  6 отсутствуют. Таким образом, коммутаци  транзисторов 7-10 силового преобразовател  происходит при отсутствии потерь мощности . Потери мощности при переключении силового транзистора 16 сведены к минимуму Формула изобретени  Стабилизированный источник посто нного напр жени , содержащий задающий генератор., выход которого соединен через генератор пилообразного напр жени  с первым входом компаратора, триггер, счетный вход которого соеинен с выходом задающего генератора.

   а выходы с входами предварительного усилител  с трансформаторным подключенным к управл ющим входам транзисторов мостового или полумосто- вого инвертора, вЬкод которого через усилитель обратной св зи соединен с вторым входом компаратора, о т л и- чающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и -коэффициента полезного действи  путем улучшени  динамики переключени  транзисторов инвертора, в него введены транзисторный ключ, дополнительный компаратор, резисторы, конденсатор, элементы НЕ, И, нелинейный дроссель, при этом коллектор транзисторного ключа соединен

   с общей точкой эмиттеров мостового инвертора, а эмиттер - через парал- лельно соединенные резистор и конденсатор - с минусовой шиной питани , выход задающего генератора соединен через элемен г НЕ с первым вхо дом элемента И, второй вход которого соединен с выходом компаратора, а выход - с первым входом дополнительного компаратора, второй вход которого соединен с эмиттером транзис- торного ключа, базой подключенного через базовый резистор с выходом дополнительного компаратора, нелинейный дроссель включен последовательно с выходной цепью инвертора.

   . 2