SU408297A1 - Стабилизированный преобразователь постоянного - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам преобразовательной техники и может быть использовано в качестве источника питани  аппаратуры автоматики, св зи и вычислительной техники.

Известны схемы преобразователей напр жени , позвол ющие весьма простым способом получать стабилизированное посто нное панр жение с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащие трансформаторный двухтактный генератор напр жени  несимметричной пр моугольной формы, вынолненный по схеме с трансформаторной обратной св зью, выпр мительный диод, сглаживающий LC-фильтр с обратным диодом, схему сравнени  и регулирующий транзистор.

Однако дл  питани  регулирующего транзистора используетс  вспомогательна  обмотка трансформатора с выпр мительпым диодом, что усложн ет схему и снижает надежность преобразовател . Кроме того, такие преобразователн имеют высокое выходное сопротивление прн малых токах нагрузки, а дл  его уменьщенн  приходитс  увеличивать частоту преобразовани  или примен ть сглаживающий дроссель с больщимн значепи ми индуктивности, что к.п.д. и увеличивает габариты нреобразовател .

Цель изобретени  - упрощение схемы и уменьщение выходного сопротивлени  при малых токах нагрузки стабилизированного несимметричного нреобразовател  посто нного нанр жени  с гальваническим разделением входных и выходных цепей.

Это достигаетс  включением между концом выходной обмотки трансформатора и выходным преобразовател  цепи из

соединенных встречно-параллельно силового выпр мительного диода и промежутка эмиттер - коллектор регулирующего транзистора, что позвол ет обеспечить питание регулирующего транзистора обратным напр жением

силового диода и тем самым упростить схему, исключив из нее всномогательную обмотку трансформатора и выпр мительный диод, а также уменьщить выходное сопротивление преобразовател  при малых токах нагрузки.

На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема преобразовател .

Преобразователь содержит трансформаторный генератор пр моугольпого напр жени , вынолненный по несимметрично двух а ;т 1ой

схеме на транзисторах Гь Го и трансформаторе Тр силовой выпр мительный диод Д выходной сглаживающий фильтр (дроссель Др, выходной конденсатор С) с обратным диодом Да; схему сравнени , образованную опорным стабилитроном Дз, делителем 3 выходного напр жени  на резисторах Ri, Rz и усилителем сигнала ошибки на транзнсторе 7з, и регулирующий транзистор Tt. При работе генератора (транзисторы Гь Гг, трансформатор Тр) нреобразовател s транзисторы TI и TZ поочередно переключаютс . При включении транзистора TI трансформированное в обмотку Tpi напр жение питани  UuiiT через диод Mi прикладываетс  к выходному фильтру (диод Д2, дроссель Др,ю конденсатор С). Длительность включенного состо ни  транзистора TI (а следовательно и длительность импульса напр жени , нриложенного к выходному фильтру) определ етс  временем перемагничивани  сердечника15 трансформатора Тр под действием напр жени  t/пит и обратно пропорциональна этому напр жению (если сердечник трансформатора выполнен из материала с пр моугольной формой петли гистерезиса). После насыщени 20 сердечника трансформатора Тр запираетс  транзистор TI, включаетс  транзистор TZ, и напр жение i/пит через балластный резистор RZ прикладываетс  к обмотке Tpz трансформатора Тр. Напр жение на обмотке Грз ме-25 н ет знак и через обратный диод Да прикладываетс  к цепи из параллельно соединенных диода Д1 и регулирующего транзистора T. При этом диод Д смещен в обратном направлении и обесточен, а напр жение 1/2 на об-зо мотке Тр2 трансформатора Тр определ етс  ( пренебрега  намагничивающим током трансформатора Тр) величинами: f/пит, сопротивление резистора Rz и тока /т, коллектора транзистора ,35 т. е. // , D г Сг Спит As Tj - . где Wz и W:s - числа витков обмоток Тр и40 Tps соответственно. В интервале открытого состо ни  транзистора TZ напр жение, приложенное к выходному фильтру (диод Дг дроссель Др, конденсатор С), равно пр мому напр жению диода45 Да, т. е. близко к нулю. Длительность включенного состо ни  транзистора Та, а следовательно, и длительность паузы между однопол рными импульсами отриц-ательного напр жени , приложенного к50 выходному фильтру, определ етс  временем перемагничивани  сердечника трансформатоipa Тр под действием нанр жени  и обратно пропорциональна этому напр жению. После насыщени  сердечника трансформатора Тр55 транзистор TZ занираетс , а транзистор Г включаетс , и начинаетс  новый цикл работы ар.еобр.азовател . Йзмен   ток коллектора транзистора T.t и, следовательно, длительность паузы имнульсов60 напр жени , действующих на выходном фильтре, можно измен ть выходное, напр жение преобразовател  (равное среднему значению импульсного напр жени , приложенного выходному фильтру).65 4 При увеличении (уменьшени ) выходного нанр жени  f/вых преобразовател  под действием тех или иных дестабилизирующих факторов (изменение нанр жени  питани , тока нагрузки и т. д.) транзисторы Гз и Т отпираютс  (запираютс ) напр жением рассогласовани , которое определ етс  разностью части выходного напр жени  (снимаемой с резистора Ki) и опорного напр жени  (создаваемого стабилитроном Дз) Увеличение (уменьшение) коллекторного тока транзистора Г4 приводит к уменьшению (к увеличению) напр жений La, увеличению (уменьшению) длительности открытого состо ни  транзистора 2 и в конечном итоге к уменьшению (увеличению) среднего значени  однопол рного имнульсного напр жени , приложенного к выходному фильтру (диод Д2, дроссель Др, конденсатор С) в такой степени, что выходное напр жение преобразовател  поддерживаетс  неизменным на заданном схемой сравнени  уровне, Включение регулирующего транзистора Т параллельно диоду одновременно способствует уменьшению выходного сопротивлени  нреобразовател  в области малых токов нагрузкн . В интервале открытого состо ни  транзистора TZ через обратный диод Д2 в нр мом направлении одновременно протекают ток регулирующего транзистора Г4 и ток нагрузки , поддерживаемый электродвижущей силой самоиндукции дроссел  Др. Этот ток под действием выходного папр жени  f/ubix уменьшаетс  до нул , а затем измен ет паправление и увеличиваетс , стрем сь к величине тока /т, . При увеличении выходного нанр жени  t/вых вследствие уменьшени  тока нагрузки ток /т, t как это следует из предыдущего , также увеличиваетс , шунтиру  через диод Д2 выходную обмотку Тр трансформатора Тр. Это увеличивает длительность открытого состо ни  транзистора Т (интервала времени , в течение которого импульсное напр жение обмотки Трз не поступает к выходному фильтру), а также увеличивает врем  изменени  тока дроссел  от его начального значени  (равного практически току пагрузки) до конечного (равного току /т, ), т. е. врем , в течение которого диод Да смещен в пр мом направлении. Иначе говор , через дроссель Др в течение всего интервала времени открытого состо ни  транзистора Tj протекает непрерывный ток, разр жающий выходной конденсатор С. Поэтому среднее значение имнульсного напр жени , приложенного к выходному фильтру (и, следовательно, выходное напр жение f/вых), будет измен тьс  незначительно при значительном уменьшении тока нагрузк-и (даже прн полном сн тии нагрузки), т. е. выходное сопротивление преобразовател  в области малых нагрузочных токов существенно уменьшаетс .

Предмет изобретени 

Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени  на транзисторах, содержащий трансформаторный двухтактный автогенератор пр моугольного напр жени , выпр мительный диод, сглаживающий LCфильтр с обратным диодом, схему сравнени  и регулирующий транзистор, отличающ и и с   тем, что, с целью упрощени  схемы и уменьщени  выходного сопротивлени  в области малых токов нагрузки, между концом выходной обмотки трансформатора и одним из выходных зажимов включена цепь из соединенных встречно-параллельно выпр мительного диода и промежутка эмиттер - коллектор регулирующего транзистора.

Гг

Тп

Pi:

и

пит

ТР2

6ш

-Р 4