SU714589A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электрорадйотехнике , а именно к источникам питани  и мсй жет быть использовано в системах питайи  устройств автоматики и вычислительной техники. Известны стабилизированные преобразователи , содержащие силовые транзисто- ры, трансформатор, выпр митель, фильтр, регулирующий элемент, блок управлени  1, 2. Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий включенные последовательно двухтактный генератор на силовых транзисторах с выходным трансформатором, регулирующий транзистор, подключенные к входу двухтактного генератора ко вторичной обмотке выходного трансформатора которого , подсоединен со входом регулирующего транзистора 2. Недостатком этого устройства  вл етс  то, что он имеет низкий коэффициент полезного действи , как и все вторичные источники питани  с непрерывным регулированием , что ограничивает его область применени  и возможности микроминиатюризации .. Целью изобретени   вл етс  повышение КПД. Это достигаетс  тем, что в стабилизированном преобразователе посто нного напр жени , содержащем включенные последовательно двухтактный генератор на силовых транзисторах с выходным трансформатором , регулирующий транзистор, подключенный к входу двухтактного генератора, ко вторичной обмотке выходного трансформатора которого, подсоединен выпр митель с фильтром, блок управлени -, выход которого соединен со входом регулирующего транзистора , дополнительно введены пороговый узел на п+1 состо ний в каждое плечо двухтактного генератора л силовых и п + 1 управл ющих транзисторов, а в каждую половину первичной обмотки, выходного трансформатора последовательно п дополнительных секций обмоток, при этом эмиттеры силовых транзисторов подключены к одному входному выводу, коллекторы к соответствующий введённым секци м первичной обмотки выходного трансформатора.

средн   точка .которого подключена к общей шине источника питани  ггороговогб; узла, базы силовых транзисторов каждого плеча двухтактного генератора через переход эмиттер-коллектор соответствующего управл ющего транзистора, соединены с выходом введенного задающего генератора, а кажда  база симметрично расположенных в плечах управл ющих транзисторов через последовательно включенные разв зывающий диод и резистор подключена к соответствующему выходу порогового узла, входы которого подключены к средним точкам резисторного делител , подсоединенного параллельно входным выводам.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема стабилизированното преобразовател .

Преобразователь содержит двухтактный генератор 1 с выходным трансформаторам 2 на силовых транзисторах 3, регулирующий транзистор 4, выпр митель с фильтром 5, блок управлени  6, пороговый узел 7, дополнительные секции 8 выходного трансформатора 2, управл ющие транзисторы 9, задающий- генератор 10, разв зывающие диод 11 и резистор 12, транзисторы 13, 14 15 триггеров Шмидта трансформатор 16 задающего генератора 10, дополнительна , обмотка 17 трансформатора 2, обмотки 18 и 19 и 20 трансформатора 16.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении напр жени  питани  срабатывает тот триггер Шмидта пороговый узел 7, напр жение срабатывани  которого соответствует заданному уровню напр жени  питани , и включает два тех симметрично расположенных в каждом плече управл ющих транзистора 9, базы которых черев диод И и резистор 12 подключены к выходу этого триггера (коллекторы транзисторов 13, 14, 15). При этом при минимальном напр жении питани  срабатывает всегда транзистор 13, а при максимальном- транзистор 15, подключа  с помощью пары управл ющих 9 и силовых транзисторов 3 соответствующие данному напр жению питани  секции 8 первичной обмотки выходного трансформатора 2.

Двухтактный генератор 1 возбуждаетс , так как регулирующий транзистор 4 открываетс  напр жением, снимаемым с об.мотки 19 трансформатора 16 и начинает работат }. та пара силовых транзисторов 3, симметрично расположенных в плечах, в базах которых включились управл ющие транзисторы 9, управл емые тем выходом порогового узла 7, уровень напр жени  питани , а следовательно и напр жени  на входе которого соответствует напр жению срабатывани .

При этом оказываютс  подключенными та пара секций 8 первичной обмотки выходного трансформатора 2, напр жени  которых соответствуют расчетному напр жению питанйй и устанавливаетс  напр жение на выходе обмотки 17.

Начинает расти выходное напр жение преобразовател , которое поступает на вход схемы управлени  6. С выхода схемы управлени  6 напр жение поступает на вход регулирующего транзистора 4 В запирающий этот транзистор пол рности. Транзистор 4, подзапМра сь, увеличивает сопротивление в базовых цеп х, работающих в данный момент силовых транзисторов 3. Силовые транзисторы подзапираютс  и напр жение на выходе преобразовател  поддерживаетс  посто нным с известной ошибкой.

Итак, при изменении питающего напр жени  стабилизаци  выходного напр жени  осуществл етс  пороговым узлом 7, подключающим с помощью управл ющих 9 и силовь х 3 транзисторов соответствующие секции 8 первичной обмотки выходного трансформатора 2, так, что выходное напр жение остаетс  посто нным с известной ошибкой. Величина этой ошибки и КПД преобразовател  зависит от числа дополнительно включенных транзисторов 3 и 9 и от диапазона изменени  питающего напр жени . Чем больше число дополнительных транзисторов, тем выше коэффициент полезного действи  и выше коэффициент стабилизации. Чем больше диапазон изменени  питающего напр жени , тем больше число дополнительных транзисторов необходимо дл  сохранени  высокого КПД преобразовател .

В промежутках между переключени ми и при сбросе нагрузки стабилизаци  выходного напр жени  осуществл етс  с помощью регулирующего транзистора 4, работающего в линейном режиме и управл емого схемой управлени  6, на вход которой поступают выходное напр жение преобразовател  и напр жение с обмотки 17 трансформатора 2. Регулирующий транзистор 4 в про-. межутках между переключени ми порогового элемента 7 управл ет силовыми транзисторами 3 таким образом, что выходное напр жение преобразовател  поддерживаетс  посто нным с известной дл  непрерывного регулировани  ошибкой.

Процессы в стабилизированном преобразователе не измен ютс , если двухтактный генератор 1 выполнен с самовозбуждением, т. к. без задающего генератора 10, когда обмотки 18 и 19  вл ютс  обмотками трансформатора 2, либо когда обмотка 20 трансформатора 16 подключена к коллекторам 2-х транзисторов 3 разных плеч.

Claims (2)

1. Положительный эффект от использовани  предлагаемого устройства состоит в том, что повышаетс  его коэффициент полезного действи  и по вл етс  возможность его микроминиатюризации, т. е. повышаютс  удельные массогабаритные характеристики и одновременно улучшаютс  энергетические характеристики - основные характеристики вторичных источников питани . При этом в предлагаемом устройстве сохран ютс  высокие статические и динамические характеристики прототипа, как линейной амплитудно-Импульсной системы регулировани  (стабилизации ), и сохран етс /относительно низка  по амплитуде и посто нна  по спектру излучаемых частот помеха, не требующа  установки громоздких фильтров дл  ее подавлени , как это имеет место в системах с шйротно-импульсной модул цией или релейного типа. Некоторое усложнение схемы за счет установки дополнительных элёментбв, особенно силовых транзисторов не ведет к увеличению массы и габаритов устройства, так как компенсируетс  это тем, что все эти элементы рассеивают малую мощность и микроминиатюризируемы , т. е. могут быть использованы в бескорпусном исполнении, и к тому же, работа  поочередно, пбвыщают срок службы и надежность устройства. КПД устройспва высокий и в зависимости от числа дополнительно включенных силовых транзисторов и диапазона изменени  напр жени  питани  достигает КПД обычного нерегулируемого преобразовател  посто нного напр жени  достигающего ЭО /оВысокий КПД предлагаемого устройства достигаетс  тем, что при увеличении нйпрй- жени  питани  падение напр жени  на силовых транзисторах выходного двухтактйого каскада сохран етс  на заданном уровне , т. к. этот перепад напр жени  дискретно переноситс  с силовых транзисторов на дополнительные секции первичной обмотки выходного трансформатора с помощью порогового устройства, след щего за величиной напр жени  питани  и воздействующего на управл ющие и силовые транзисторы .выходного каскада. Формула изобретени  1. Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий включенные последовательно двухтактный генератор на силовых транзисторах с выходным трансформатором, регулирующий транзистор , подключенный к входу двухтактного генератора , ко вторичной обмотке выходного трансформатора которого подсоединен выпр митель с фильтром, блок управлени , выход которого соединен со входом регулирующего транзистора, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  КПД дополнительно введены пороговый узел на n+l состо ний , в каждое плечо двухтактного генератора п силовых и п+1 управл ющих транзисторов , а в каждую половину первичной обмотки выходного трансформатора последо; вательно п дополнительных секций обмоток, при этом эмиттеры силовых транзисторов подклзочены к одному входному выводу, коллекторы - к соответствующим введенным секци м первичной обмотки выходного трансформатора , средн   точка которого, подключена к общей шине источника питани  и порогового узла, базы силовых транзисторов каждого плеча двухтактного генератора через переход эмиттер-коллектор соответствующего управл ющего транзистора соединены с выходом введенного задающего генератора, а кажда  база симметрично расположенных в плечах управл ющих транзисторов через последовательно включенные разв зывающий диод и резистор подключено к еоотТветСтВуйУЩейувыходу порогового узла, входы которого пЬд1к:лючёны к средним точкам резисторного делител , подсоединенного параллельно входным выводам . 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что пороговый узел выполнен в виде п триггеров Шмидта, выход каждого из которых подсоединен ко входу соответствующего управл ющего транзистора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 581465, кл. G 05 F 1/64-77.
2. 2.Авторское свидетельство СССР JVb 351205, кл. G 05 F 1/64-68.