SU813618A2

SU813618A2 - Adjustable converter

Info

Publication number: SU813618A2
Application number: SU782687167A
Authority: SU
Inventors: Владислав Васильевич Петров; Виктор Яковлевич Гавриленко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1736
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1981-03-15

Description

С 54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОНВЕРТОРC 54) ADJUSTABLE CONVERTER

1one

Изобретени.е относитс к элктротехнике и может найти применение в автономных системах электропитани аппаратуры св зи и автоматики.The invention relates to electrical engineering and can be used in autonomous power supply systems of communication equipment and automation.

По основному авт.св. № 714588 известен регулируемый конвертор, содержащий транзисторные инверторные каскады, выходной трансформатор с обмотками, выпр митель,LCD-фильтр, модул тор ширины импульсов, дополнительные транзисторы, диод, резисторв и RC-цепочки 1 .According to the main auth. No. 714588 is a known adjustable converter containing transistor inverter stages, an output transformer with windings, a rectifier, an LCD filter, a pulse width modulator, additional transistors, a diode, a resistor, and RC chains 1.

Недостатком этого конвертора вл етс узкий диапазон регулировани выходного напр жени , обусловленный низкой глубиной модул ции (коэффициент заполнени ) , которую может обеспечить- модул тор ширины импульсов , выполненный на дополнительном трансформаторе. Максимальный коэффициент заполнени не может превышать 0,5, так как начальна его установка производитс при симметричной форме импульсов, поступающих на одну из обмоток дополнительного трансформтора и начальном подмагничивании другой его обмотки от усилител посто нного тока (УПТ) при выборе его рабочей точки. Увеличение тока под магничивани указанной обмотки способствует увеличению паузы или уменьшению коэффициента заполнени .The disadvantage of this converter is the narrow range of output voltage regulation, due to the low modulation depth (fill factor), which can be provided by a pulse width modulator made on an additional transformer. The maximum fill factor cannot exceed 0.5, since its initial setup is performed with a symmetrical form of pulses arriving at one of the windings of the additional transformer and the initial biasing of its other winding from the DC amplifier when selecting its operating point. An increase in the magnet current under the specified winding contributes to an increase in the pause or decrease in the fill factor.

Цель изобретени - расширение диапазона регулировани напр жени посредством увеличени глубины модул ции .The purpose of the invention is to expand the range of voltage regulation by increasing the modulation depth.

Поставленна цель достигаетс тем, что в регулируемом конверторе, содержащем подсоединенные к входным выводам транзисторные инверторные каскады с выходным трансформатором, вторична обмотка которого через выпр митель и LCD-фильтр подсоединена к выходным выводам, которые через широтно-импульсн лй модул тор св заны с транзисторами и нерторного каскада, снабженным дополнительными транзисторами, базы и эмиттеры которых объединены соответственно между собой и подключены через первую RCцепочку к обмотке дополнительного трансформатора, друга обмотка которого подсоединена к широтно-импульсному модул тору, треть обмотка через резистор подсоединена к дросселю LCD-фильтра, причем эмиттеры дополнительных транзисторов через вторую RC-цепочку подсоединены к транзистору инверторного каскада, коллекторыThe goal is achieved by the fact that in an adjustable converter containing transistor inverter cascades connected to the input pins with an output transformer, the secondary winding of which is connected to the output pins via a rectifier and an LCD filter nerto cascade, equipped with additional transistors, the bases and emitters of which are connected respectively to each other and connected through the first RC circuit to the winding of the additional transformer, the other winding of which is connected to a pulse-width modulator, a third winding is connected via a resistor to an LCD filter choke, and the emitters of additional transistors are connected via a second RC-chain to an inverter cascade transistor and collectors

0 этих транзисторов подсоединены через диод к дополнительной обмотке выходного трансформатора, а коллектор одного из этих транзисторов соединен через третью RC-цепочку с входным выводом, который св зан чере резистор с базой другого дополнительного транзистора, треть обмотка дополнительного трансформатора выполнена с отводом, который через дополнительный диод, включенный в обратном направлении, соединен с общей точкой конденсатора и дроссел LCD- фильтра, причем эта точка соединена с соответствующим концом третьей обмотки через вспомогательный транзистор , база которого через дополнительный резистор соединена с общей точкой диода и дроссел LСО-фильтра На чертеже представлена принципиальна схема регулируемого конвертора .These transistors are connected via a diode to the additional winding of the output transformer, and the collector of one of these transistors is connected via a third RC-chain to the input terminal, which is connected to the base of the other additional transistor, the third winding of the additional transformer is diverted the diode connected in the opposite direction is connected to the common point of the capacitor and the throttles of the LCD filter, and this point is connected to the corresponding end of the third winding An ancillary transistor, the base of which is connected through an additional resistor to the common point of the diode and the throttle of the LCO filter. The schematic diagram of the adjustable converter is shown.

Конвертор содержит силовой 1 и вспомогательный 2 усилительные транзисторные каскады, включенные в первичные полуобмотки 3 и 4 выходного трансформатора 5. Вторична обмотка 6 выходного трансформатора 5 нагружена на однополупериодный выпр митель 7 и LCD-фильтр 8 с дросселем 9 Одна из обмоток 10 дополнительного трансформатора 11 через узел 12 сравнени подсоединена к выходным выводам. Друга обмотка 13 дополнительного трансформатора 11 одним концом через резистор 14 подсоединена к первому концу дроссел 9, вторым концом через дополнительно введенный транзистор 15 ко второму конЦУ дроссел 9, база транзистора 15 подсоединена через ограничивающий резистор 16 к первому концу дроссел 9, а второй конец дроссел 9 подсоединен через дополнительно введенный диод 17 к отводу обмотки 13 дополнительного трансформатора 11. Треть обмотка 18 дополнительного транформатора 11 через первую RC-цепочк 19 подключена к параллельно соединенным входам первого 20 и второго 21 дополнительных транзисторов, эмитеры которых через -вторую RC-цепочку 22 подсоединены ко входу транзисторного инверторного каскада 1, коллекторы этих транзисторов соединены между собой через диод 23 и вспомогательную обмотку 24 выходного транформатора 5, а коллектор первого дополнительного транзистора 20 соединен через третью RC-цепочку 25 с входным выводом, который св зан через цепь 26 запуска с базой второго дополнительного транзистора 21,The converter contains power 1 and auxiliary 2 amplifying transistor cascades included in the primary half windings 3 and 4 of the output transformer 5. The secondary winding 6 of the output transformer 5 is loaded on a half-wave rectifier 7 and LCD filter 8 with a choke 9 One of the windings 10 of the additional transformer 11 through Comparison node 12 is connected to the output terminals. The other winding 13 of an additional transformer 11 is connected to the first end of drossel 9 through the resistor 14 through one end of the transistor 15 to the second end of the drossel 9, the base of the transistor 15 is connected via the limiting resistor 16 to the first end of the drossel 9, and the second end of the drossel 9 connected through the additionally introduced diode 17 to the tap of the winding 13 of the additional transformer 11. A third winding 18 of the additional transformer 11 is connected via the first RC chain 19 to the parallel connected in The first 20 and second 21 additional transistors, the emitters of which are connected to the input of the transistor inverter cascade 1 through the second RC chain, connect the collectors of these transistors through a diode 23 and the auxiliary winding 24 of the output transformer 5, and the collector of the first additional transistor 20 is connected through a third RC-chain 25 with an input terminal, which is connected via a starting circuit 26 to the base of the second additional transistor 21,

Конвертор работает следующим образом .The converter works as follows.

Транзис орный инверторный каскад 1 обеспечивает рабочий ход, при котором энерги от входньис выводов передаетс через полуообмотку 3 выходного трансформатора 5, вторичнуюThe transistor inverter stage 1 provides a working stroke, at which energy from the input pins is transmitted through the half winding 3 of the output transformer 5, the secondary

обмотку 6, выпр митель 7 и LCDфильтр 8 на выход конвертора. Вспомогательный транзисторный каскад 2 подключает к входному источнику первичную полуообмотку 4 выходного f трансформатора 5 и обеспечивает обратное перемегничивание трансформатора 5 при запертом от внешнего сигнала силовом транзисторе 1, причем врем обратного перемагничивани winding 6, rectifier 7 and LCD filter 8 to the output of the converter. The auxiliary transistor cascade 2 connects to the input source the primary half-winding 4 of the output f of the transformer 5 and provides reverse reversal of the transformer 5 when it is locked from an external signal by the power transistor 1, and the reverse magnetization time

Q трансформатора 5 меньше времени запертого состо ни силового транзистора 1.The Q of the transformer 5 is shorter than the time of the locked state of the power transistor 1.

Запуск конвертора осуществл етс путем подачи входного напр жени и при помощи цепи 26 запуска, выпол5 венной, например из последовательно соединенных кнопки и резистора. При запуске подаетс запирающий сигнал на второй дополнительный транзистор 21 и отпирающий сигнал на первый дополнительный транзистор 20, который подает через переход эмиттер-коллектор , вторую 22 и третью 25 RC-цепочки отпирающий сигнал на базу транзисторного инверторного каскада 1.The converter is started up by applying an input voltage and using a start circuit 26, such as from a series-connected button and a resistor. At start-up, a locking signal is supplied to the second auxiliary transistor 21 and a unlocking signal to the first auxiliary transistor 20, which sends an unlocking signal to the base of the transistor inverter cascade 1 through an emitter-collector junction.

5 Дальнейшее удержание транзисторов 20 и 1 в открытом состо нии обеспечиваетс за счет положительной обратной св зи через выходной трансформатор 5, выпр митель 7, дроссель 9, дополнительный трансформатор 11 и первую RC-цепочку 19. Причем базовый ток транзисторного каскада 1 поступает от дополнительной обмотки 24 выходного трансформатора 5 через диод 23.5 Further keeping the transistors 20 and 1 in the open state is provided by positive feedback through the output transformer 5, rectifier 7, choke 9, additional transformer 11 and the first RC chain 19. Moreover, the base current of transistor cascade 1 comes from the additional winding 24 output transformer 5 through diode 23.

Процесс переключени транзисторного каскада 1 происходит следующим образом.The switching process of the transistor cascade 1 is as follows.

Напр жение с дроссел 9, имеющее пр моугольную форму, подаетс через резистор 14 и дополнительный транзистор 1.5, открываемый при этом сме .щением через ограничивающий резистор 16, на обмотку 13 дополнительного трансформатора 11. Дополнительный трансформатор 11 перемагничиваетс The voltage from the drossel 9, having a rectangular shape, is supplied through a resistor 14 and an additional transistor 1.5, opened with a mixture through the limiting resistor 16, to the winding 13 of the auxiliary transformer 11.

5 в пр мом направлении и задает временной интервал рабочего хода импульсом управлени , формируемым на его обмотке 18. При насьпцении сердечника дополнительного трансформатора 115 in the forward direction and sets the time interval of the working stroke of the control pulse generated on its winding 18. When the core of the additional transformer 11

0 падает до нул напр жение на его0 drops to zero voltage on his

обмотке 18 и конденсатор первой RCцепочки реверсирует ток на параллельных входах дополнительных транзисторов 20 и 21, осуществл их активное переключение. Одновременно обрываетс первым дополнительным транзистором 20 пр мой базовый ток транзисторного каскада 1, подаваемый от дополнительной обмотки 24 выходного трансформатора 5 через диод 23. Транзисторныйthe winding 18 and the capacitor of the first RC chain reverses the current at the parallel inputs of the additional transistors 20 and 21, making their active switching. At the same time, the first additional transistor 20 terminates at the direct base current of the transistor stage 1 supplied from the auxiliary winding 24 of the output transformer 5 through the diode 23. Transistor

0 каскад 1 отключаетс и заканчиваетс рабочий ход. При его отключении конденсатор второй RC-цепочки 22 через открытый второй дополнительный транзистор 21 способствует рассасыванию0 cascade 1 is shut off and running is completed. When it is turned off, the capacitor of the second RC-chain 22 through the open second additional transistor 21 promotes resorption

5 избыточного зар да в базе транзисторного каскада 1, что обеспечивает улучшение форсировки отключени и уменьшение динамических потерь мощности в транзисторном каскаде.5 overcharge in the base of the transistor stage 1, which provides an improvement in the force of the trip and a reduction in the dynamic power loss in the transistor stage.

При отключении транзисторного каскада 1 мен етс пол рность напр жени на дросселе 9 и вместе с этим мен етс пол рность напр жени на обмотке 18 дополнительного трансформатора 11. Этим напр жением первый дополнительный транзистор 20 удерживаетс в закрытом состо нии, второй дополнительный транзистор 21 в открытом состо нии, и поэтому транзистор 1 закрыт, т.е. в работе схемы наступает пауза. Длительность паузы определ етс временем обратного пер.емегничивани сердечника дополнительного трансформатора 11, которое осуществл етс напр жением дроссел 9 по контуру от одного его конца через дополнительный диод 17, часть обмотки 13, резистор 14 к другому концу дроссел 9 (транзистор 15 при этом закрыт напр жением дроссел 9). Перемегничивание сердечника трансформатора 11 в пр мом направлении по контуру с использованием всей обмотки 13 этого трансформатора, а в обратном направлении с использованием части витков обмотки 13 позвол ет уменьшить длительность паузы и вместе с этим увеличить коэффициент заполнени (глубину модул ции). Коэффициент заполнени с учетом выбора рабочей точки УПТ узла сравнени может быть практически расширен до величины 0,65, которую позвол ет реально осуществить силова часть cxevBii.When the transistor cascade 1 is disconnected, the polarity of the voltage on the choke 9 changes and the polarity of the winding 18 of the additional transformer 11 also changes. By this voltage, the first additional transistor 20 is kept in the closed state, the second additional transistor 21 is open state, and therefore the transistor 1 is closed, i.e. There is a pause in the operation of the circuit. The duration of the pause is determined by the time of reverse re-energizing the core of the additional transformer 11, which is carried out by applying voltage across the circuit from one end through an additional diode 17, part of the winding 13, to resistor 14 to the other end of the connecting pole 9 (transistor 15 is closed for example) drossel 9). Resetting the transformer core 11 in the forward direction along the contour using the entire winding 13 of this transformer, and in the opposite direction using part of the winding 13 turns, reduces the pause duration and at the same time increases the fill factor (modulation depth). The fill factor, taking into account the selection of the operating point of the UFL of the comparison node, can be practically expanded to a value of 0.65, which the force part of the CxevBii actually allows.

Окончание паузы происходит при насыщении сердечника дополнительного трансформатора 11, при этом падает до .нул напр жение на его обмоткеThe end of the pause occurs when the core of the additional transformer 11 is saturated, and it drops to the voltage of its winding.

18и конденсатор первой RC-цепочки18and the capacitor of the first RC-chain

19обеспечивает реверс базовых токов19 provides reverse base currents

транзисторов 20 и 21. При этом через вторую 22 и третью 25 RC-цепочки даетс начальный бросок базового тока транзистора 1 от источника питани Е, а удержание транзисторов 1,20, 21 в соответствующем состо нии производитс по указанной цепи положительной обратной св зи.Регулирование осуществл етс посредством изменени временного интервала паузы, который зависит от тока подмагничивани обмотки 10 дополнительного трансформатора 11, задаваемого узлом 12 сравнени , выполненного , например на опорном элементе УПТ и делителе напр жени , при этомtransistors 20 and 21. At the same time, through the second 22 and third 25 RC chains, an initial surge of the base current of transistor 1 from the power source E is given, and the transistors 1.20, 21 are kept in the appropriate state along the specified positive feedback circuit. is carried out by changing the time interval of the pause, which depends on the bias current of the winding 10 of the additional transformer 11 specified by the comparison unit 12, made, for example, on the supporting element of the DCF and the voltage divider,

при увеличении тока подмагничивани увеличиваетс пауза и, следовательно , коэффициент заполнени уменьшаетс .as the bias current increases, the pause increases and, therefore, the fill ratio decreases.

.Временные интервалы выбраны так,.Time intervals are chosen so

что выходной трансформатор 5 не насыщаетс в интервале рабочего хода, а работает на линейном участке.that the output transformer 5 does not saturate in the interval of the working stroke, but operates in a linear region.

Claims

1. USSR author's certificate No. 714588, cl. H 02 M 3/335, 1977.