SU705616A1 - Стабилизированный конвертор - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР

I

Изобретение относитс  к электротехнисе и может быть использовано в цеп х пиlauHfi различной радиотехнической аппаратуры .

Известен стабилизированный конвертор, который -содержит задающий генератор, выполненный по полумостовой схеме, широтноимпульсный модул тор с выходным трансформатором 1. Силовые транзисторы одной половины усилител  мощности,  вл ющейс  одновременно транзисторами задающего генератора, управл ютс  от трансформатора задающего генератора, силовые транзисторы , другой половины мостовой схемы усилител  мощности управл ютс  модулированными импульсами от выходного трансформатора широтно-импульсного модул то-. ра, причем последний св зан с трансформатором задающего генератора.

При таком техническом решении необходим трансформатор задающего генератора повыщенной мощности, а наличие модулированного напр жени  с паузой на нуле в управлении силовыми транзисторами может привести к выходу последних из стро , что

2

снижает КПД и надежность преобразовате л .

Claims (2)

1. Известен стабилизированный конвертор 2,  вл ющийс  наиболее близким к данному изобретению, который содержит задаюа1ий генератор, выполненный по полумостовой схеме и состо щий из первого и второго силового транзистора, первого трансформатора с одной первичной и двум  вторичными обмотками, подключенными соответственно через цепи управлени , выполненные на первом диоде и первом резисторе, к электродам первого и второго силовых транзисторов , причем одна диагональ полумостовой схемы соединена с входными клеммами, усилитель мощности, выполненный по мостовой схеме на первом, втором, третьем и четвер-том силовых транзисторах, выход которого через второй трансформатор подключен к выходным клеммам, двй узла форсированного запирани , выходы которых соответственно подключены к электродам третьего и четвертого силовых транзисторов, причем каждый из указанных узлов состоит из дополнительного транзистора, между базой и коллектором которого включен второй резистор , третьего и четвертого резистора, второго Диода и первого конденсатора, широтно-импульсный модул тор с третьим трансформатором на выходе, вторичные обмотки (сбтОрОгО соединены с первыми входными выводами первого и второго узла форсированИого запирани  соответственно. Недостатком известного устройства  вл етс  Низка  частота преобразовани  (10 кГц); что приводит к увеличениюмассы и габаритов устройства и снижению КПД, причем повышение частоты вызывает увеличение потерь мощности в момент переключени , Что увеличивает опасность выхода из стро  силовых транзисторов, так как длительность коммутационных процессов сравнима с дЛ йтельностью полупериода выходно: го напр жени  преобразовател . Необходимо отметить также выделение большой мощнОсти на Ограничительном резисторе, включеТЯнОм последовательно с первичной обмоткбй трансформатора в диагональ полумостовой схемы задающего генератора, кроме тЪгО управление третьим и четвертым силовыййтранзИсторами усилител  мощности производитс  от выходного трансформатора щиротйо-импульсного модул тора с применением схемы дли форсированного запирани , включающей в свой состав рспомогательный транзистор и конденсатор, причем зар д конденсатора производитс  только при наличии импульса напр жени  соответствующей пол рности в обмотке выходного трансформатора широтно-импульсного модул тора. При отсутствии указанного импульса и одновременно разр женном конденсаторе (например, в момент включени ) вход указанных силОвых транзисторов какое-то врем  оказываетс  без сигнала управЛени  (или запирани ), что может привести к В Гходуйз третьего и четвертого силовых транзисторов усилител  мощности. Указанные недостатки снижают КПД и надежность работы конвертора. Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и надежности работы. ;. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный стабилизированный конвертор введеь четвертый трансформатор, первична  обмотка которого включена в другую Диагональ Полумостовой схемы задающего генератора , nepвia  вторична  обмотка через вёденый п тый резистор соединена с первичной обмоткой первого трансформатора, втора  вторична  обмотка подключена ко входу ШйрВтно Шпу тьШОТ б Ж)Жулйтора, а треть  и четверта  вторичные обмотки этого трансформатора соединены соответственно со вторыми входными, выводами первого и второго узла форсированного запирани  в каждую из цепей управлени  задающего генератора введены третий и четвертый диоды, шестой резистор и вто рой конденсатор, причем первый вывод каждой из вторичных обмоток первого трамс| )орматора соединен с эмиттером соответствующего силового транзистора непосредственио , второй вывод - с базой этого же силового транзистора через обратновключенный первый диод, а также через первый резистор гюследовательно соединенный с цепочкой из третьего диода, шунтированного вторым конденсатором, коллектор указанного силового транзистора, соединен с его базой через шестой резистор, а со вторым выводом вторичной обмотки через обратновключенный четвертый диод, последовательно соединенный с первым резистором, кроме того. Вкаждый узел форсированного запирани  введены п тый и шестой диоды и стабилитрон , причем база соответствующего силового транзистора соединена с одним из первых входных выводов узла форсированного запирани  и с коллектором дополнительного транзистора через первый конденсатор, а с другим из указанных первых входных выводов - через пр мовключенный п тый диод, эмиттер этого же силового транзистора соединен с одним из вторых входных выводов узла форсированного запирани  через третий резистор, а также через эмиттер - базовый переход дополнительного транзистора и последовательно с ним включенный стабилитрон , а другой из указанных вторых входных выводов через пр мовключенный шестой диод соединен с 1 оллектором указанного соответствующего силового транзистора и через второй диод, зашунтированный четвертым резистором - с базой этого же силового транзистора. Кроме того, между выходом усилител  мощности и входом второго трансформатора включен введенный ретий конденсатор На чертеже предс -авлена принципиальна  электрическа  схема стабилизированного конвертора, выполненна  согласно данному изобретению. Стабилизированный конвертор содержит задающий генератор I, выполненный по полумостовой схем.е на первом 2 и втором 3 силовых транзисторах и конденсаторах 4, 5, усилитель мощности 6, выполненный по мостовой схеме на первом 2, втором 3, третьем 7 и четвертом 8 силовых транзисторах, широтно-импульсного модул тор 9 с трансформатором 10. К базам силовых транзисторов 2 и 3 От вторичных обмоток 1 транс форматора 12 подключены последовательносоединенные резистор 13 и диод 14, параллельно которым подключен диод 15, параллельно диоду 14 включен конденсатор 16. Коллектор-база транзисторов 2 и 3 соединены через резистор 17 и последовательновстречно включенные диоды 18, 14. Первич- . на  обмотка 19 трансформатора 12 соединена со вторичной обмоткой 20 трансформатоpa 21 через последовательно-включенный резистор 22. Первична  обмотка 23 трансформатора 21 подключена к общим точкам соединени  конденсаторов 4, 5 и транзисторов 2, 3 (к диагонали полумостовой схемы задающего генератора I). Вторична  обмотна 24 трансформатора 21 подключена на вход широтно-импульсного модул тора 3, а вторичные обмотки 25 этого же трансформатора 21 подключены через узлы форсированного запирани , состо щие из диода 26, конденсатора 27, транзистора 28, резистора 29, диода 30 и резистора 31, на входы си-ловых транзисторов 7, 8. Вторичные обмотки 32 выходного трансформатора 10 широтно-импульсного модул тора 9 через диод 33 соединены с коллекторами транзисторов 7 и 8, через параллельно-соединенные резистор 34 и диод 35 к базам трансзиторов 7 и 8, через резистор 31 к эмиттерам силовых транзисторов 7 и 8. Первична  обмотка 36 выходного трансформатора 37 подключена к общим точкам соединени  транзисторов 2, 3 и 7, 8 (к диагонали мостовой схемы усилител  мощности 6) через последовательно-включенный конденсатор 38. Выход усилител  мощности через трансформатор 37 подключен к выходным клеммам 39. Работа преобразовател -стабилизатора основана на преобразовании посто нного напр жени  в переменное с помощью задающего генератора 1, усилени  переменного напр жени  усилителем мощности 6 и обратного преобразовани  переменного напр жени  в посто нное. Задающий генератор 1 работает в режиме автоколебаний с частотой не менее 20 кГц. Пусть в рассматриваемый момент времени транзистор 2 открыт и насыщен, а транзистор 3 закрыт. Первична  обмотка 23 первого трансформатора 21 задающего генератора 1 своим началом через открытый транзистбр 2 подключена к положительной . входной клемме 40. Пол рность напр жеНИИ на вторичных обмотках 11 маломощного насыщающегос  трансформатора 12 задающего генератора 1 такова, что транзистор 2 поддерживаетс  в режиме насыщени , а транзистор 3 - в режиме отсечки. При насыщении трансформатора 12 происходит уменьшение тока базы открытого транзистора 2. В момент окончани  процесса рассасывани  транзистор 2 выходит из режима насыщени  . и напр жение на обмотке И трансформатора 12 начинает уменьщатьс . При этом за счет действи  внутренней положительной обратной св зи происходит переключение транзисторов 2 и 3, сопровождающеес  сменой пол рности напр жений на обмотках обоих трансформаторов 12 и 21. В дальнейщем процессы в схеме повтор ютс . Чтобы не допустить работу силовых тран зисторов 2, 3 и 7, 8 в режиме глубокого на сыщени  применены диоды 14, 18 и 33, 35. Резисторы 17 применены дл  облегчени  режима включени  задающего генератора 1, так как при включении питани  через резисторы 7 и переход ба а -эмиттер транзисторов 2, 3, протекает очень малый ток, создающий напр жение смещени  на переходах база-эмиттер транзисторов 2, 3. Указанный ток не может открыть транзисторы 2, 3, но создает услови  дл  начала генерации задающего генератора I. Резисторы 13 необходимы дл  ограничени  тока базы транзисторов 2 и 3 а диоды 15 дл  ускорени  процесса запирани  указанных транзисторов . Конденсаторы 16 ускор ют процесс переключени  транзисторов 2 и 3,за счет перезар да обеспечивают непрерывный ток управлени  указанных транзисторов, а также уменьшают ассиметрию полуволн на выходе задающего генератора . Импульсы напр жени  со вторичной обмотки 24 трансформатора 21 поступают на вход широтноимпульсного модул тора 9, на выходном трансформаторе 10 которого по вл ютс  модулированные по длительности импульсы напр жени , последние поступают на входы силовых транзисторов 7, 8, создава  падение напр жени  на резисторах 31 такой пол рности , что дополнительный транзистор 28 закрыт. В результате происходит зар д конденсаторов 27. Одновременно на входы этих транзисторов 7, 8 поступают импульсы напр жени  с первого трансфор.матора 21 задающего генератора I через переход коллектор-эмиттер дополнительных транзисторов 28. При отсутствии импульсов напр жени  на вторичных обмотках 32 трансформатора 10 падение напр жени  на резисторах 31 исчезает, транзисторы 28 открываютс , при гэтом на вход транзисторов 7 и 8 подаетс  запирающее напр жение. Резисторы 29 создают напр жение смещени  на входе транзисторов 28 дл  увеличени  скорости переключени  транзисторов 28. Диоды 30 необходимы дл  стабилизации тока через переход коллектор-эмиттер транзисторов 28. Резисторы 34 пропускают импульсы напр жени  запирани , возникающие во вторичных обмотках 32 трансформатора 10. Конденсатор 38, включенный последовательно с первичной обмоткой 36 выходного трансформатора 37 преобразовател -стабилизатора, необходимым дл  уменьшени  ассиметрин полуволн переменного напр жени  и соответственно уменьшени  тока надмагничипани  трансформатора 37. Формула изобретени  . Стабилизированный конвертор, солеркащий задающий генератор, выполненный по полумостовой схеме и состо щий и.з перзого и второго силового транзистора, первого трансформатора с одной первичной и двум  вторичными обмотками, подключенными ;; ; геееШгГйГ - рг - да71 ун-рш пол |ённыё на Нервом дйодё и пё |рвбй реТйс tope, к электродам первого и второго силовых транзисторов, причем одна диагональ полумостовой схемы соединена с входными Клеммами, усилитель мощности, выполненный по мостовой схеме ha первом, втором, третьем и чет вёртбм силовых транзисторах, выход которого через второй трансформатор подключен к выходным клеммам, два узла фбрРйрбЁгаМнотй запирани ; выходы кото pljfx соответственно подключены к электродШ третьего и четвбртбго силовых транзисторов , причем каждый из указанных узлов ШетSHif йз дапбЛМйтгеЛенйго- транзиетЬра, между базой и коллектором которого вклю-чен второй резнгстор, третьего и чётТвертого резистора, второго диода и первого Конденсатора , широтно-импульсный модул тор с третьим трансформатором на выходе, вторичные обмотки которого соединены с первыми входными выводами первого и второго узла форсированного запирани  соответственно , отличающийс  тем, что, с цель}р повышени  КПД и н аШжнЪстй, й нёго1вёден четвертый трансформатор, первична  обмотка Которого включена в другую диагональ полумостовой ёхемй МЖак)щёгб гШёратбра, Лерва  вторична  обмотка через введенный п тый резистор соединена с первичной обмоткой первого трансфорл атора, втора  вторична  обмотка подключена ко входу широтНО-ймпульсного модул тора, а треть  и четверта  вторичные обмотки этого трансформ г тора соединены соответственно со вторыми входными выводами первого и второго узла фб| сйрОВаиногО запирани , в каждую из цепей управлени  задающего генератора введены третий и четвертый диоды, шестой резистор и второй конденсатор, причем первый вывод каждойиз вторичных обмоток первого трансформатора соединен с эмиттером соответствующего силовогр транзистора непосредственно , а второй вывод -с базой этого же силового транзистора через обратно включенный первый диод, а также через первый резистор, последовательно соединенный с цепочкой нз третьего диода, зашунтирОвайНОго вторым конденсатором, коллектор, указанного силового транзистора соединен с его базой через шестой резистор, а со вторым выводом вторичной обмотки через обратновключенный четвертый диод, последовательно соединенный с первым резистором, кроме того, в каждый узел форсированного запирани  введены п тый и шестой диоды и стабилитрон, причем база соответствуюгцего силового транзистора соединена с одним из первых входных выводов узла форсированного запирани  и с коллектором дополнительного транзистора через первый кокденсатОр , ас другим ИЗуказанных первых входных выводов--через пр мовключенный п тый диод, эмиттер этого же силового транзистора соединен с одним из вторых входных выводов узла форсированного запирани  через третий резистор, а также через эмиттербазовый переход дополнительного транзистора и последовательно с ним включенный стабилитрон, а другой из указанных вторых входных выводов через пр мовключенный шестой диод соединен с коллектором указанного соответствующего силового транзистора и через второй диод, за шунтированный четвертым резистором-с базой этого же Силового транзистора. 2. Стабилизированный конвертор по п. I, отличающийс  тем, что между выходом усилител  мощности и входом второго трансформатора включен введенный третий конденсатор . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 473994, кл. G 05 F 1/64, 1975.
2. 2.Марченко Н. Б., Кривешко Е. А. Некоторые схемотехнические особенности построени  преобразователей с бестрансформаторным подключением к сети переменного тока. Общество «Знание РСФСР, Московский Дом научно-технической пропаганды имени Ф. Э. Дзержинского, материалы семинара «Устройство вторичных источников электропитани  P3As, М., 1976, с. 63.