SU819802A1 - Стабилизированный преобразовательпОСТО ННОгО НАпР жЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Известны схемы, используемые для электропитания радиотехнических установок и приборов, содержащие управляемые транзисторы, схемы ШИМа и выходные трансформаторы [1] и [2].

Недостатками этих схем является невысокий КПД.

Из известных схем наиболее близкой по технической сущности к изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения [3], состоящий из управляемых и неуправляемых пар транзисторов, узла ШИМа, силового трансформатора, отводы от первичной обмотки которого подключены к одним из силовых электродов управляемых транзисторов, другие силовые электроды которых объединены с одноименными силовыми электродами неуправляемых транзисторов, одним из входных выводов и одним из выводов узла ШИМа, другой вывод которого подключен к средней точке базовых обмоток управляемых транзисторов.

Крайние выводы первичной обмотки силового трансформатора подсоединены через диоды, включенные в проводящем направлении, ко вторым силовым электродам неуправляемых транзисторов, имеющих также свои ба5 зовые обмотки.

Недостатком такого преобразователя является невысокий КПД.

Целью изобретения является обеспечение работы стабилизированного преобразоЮ вателя постоянного напряжения в широком диапазоне изменения нагрузки с максимальным КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения дополнительно введены токовый трансформатор, первичная обмотка которого включена в разрыв первичной обмотки силового трансформатора и подсоединена к другому входному выводу, а вторичные обмотки являются базовыми в 20 цепях управляемой и неуправляемой пар транзисторов, а также диод включенный в общий вывод базовой обмотки неуправляемой пары транзисторов.

На чертеже дана принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь содержит силовой трансформатор 1, имеющий две секционированные первичные обмотки, соединенные последовательно с первичной обмоткой токового 5 трансформатора 2, вторичная обмотка которого соединена со схемой ШИМа 3 и базами управляемых транзисторов 4, 5. Вторичные дополнительные обмотки токового трансформатора подключены к базам двух неуправляемых транзисторов 6, 7, коллекто- ^,0 ры которых подсоединены через диоды 8, 9 к первичным обмоткам трансформатора 1. Диод 10 соединен с базовыми обмотками неуправляемой пары транзисторов. Выпрямитель 11 подключен ко вторичной обмотке си- ₁₅ лового трансформатора.

Преобразователь работает следующим об разом.

При наличии входного напряжения открывается регулирующий ключ схемы ШИМа 3 и напряжение с вторичной обмотки транс- ²⁰ форматора 2, равное Ub3(4jl- Н_кэ(ШИМа) открывает транзистор 4. Число витков каждой секции базовой обмотки токового трансформатора подключенной к неуправляемой паре транзисторов выбирается меньшим или ₂₅ равным числу витков каждой из секции базовой обмотки токового трансформатора, подключенной к управляемой паре транзисторов. Таким образом, когда открыт транзистор 4, напряжение на базовой обмотке транзистора 6 равно ³⁰ где Ua — падение напряжения на диоде 10, т. е. недостаточно для его открывания, и мощность, рассеиваемая на транзисторе 6, близка к 0. Таким образом, ток течет через транзистор 4 и отвод первичной обмотки силового трансформатора, а транзистор 6 и ³⁵ диод 8 находятся под обратным напряжением. При увеличении выходного напряжения сигнал обратной связи поступает на схему ШИМа 3, ее ключ размыкается, открывается транзистор 6, а транзистор 4 закры- ₄₀ вается. Начиная с этого момента и до конца первого полупериода, ток протекает через транзистор б по всей половине первичной обмотки силового трансформатора. При уменьшении коэффициента трансформации уменьшается напряжение на выходе, а в 45 форме импульса появляется ступенька. В зависимости от величины входного напряжения изменяется время открытого и закры того состояния управляемых транзисторов, площадь импульсов, а, следовательно, и среднее значение выходного напряжения остаются почти неизменными.

Применение в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения переключающего токового трансформатора и диода, включенного в общую точку базовых обмоток неуправляемой пары транзисторов, исключают потери в этих цепях, позволяет в значительном диапазоне изменения нагрузки получить КПД преобразователя на 40—5О°/о больше.

Claims (3)

1. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ На чертеже дана принципиальна  схема преобразовател . Преобразователь содержит силовой трансформатор 1, имеющий две секционированные первичные обмотки, соединенные последовательно с первичной обмоткой токового трансформатора 2, вторична  обмотка которого соединена со схемой ШИМа 3 и базами управл емых транзисторов 4, 5. Вторичные дополнительные обмотки токового трансформатора подключены к базам двух неуправл емых транзисторов 6, 7, коллекторы которых подсоединены через диоды 8, 9 к первичным обмоткам трансформатора 1. Диод 10 соединен с базовыми обмотками неуправл емой пары транзисторов. Выпр митель 11 подключен ко вторичной обмотке силового трансформатора. Преобразователь работает следующим об разом. При наличии входного напр жени  открываетс  регулирующий ключ схемы ШИМа 3 и напр жение с вторичной обмотки трансформатора 2, равное Ub3((jb ицэ() о крывает транзистор 4. Число витков каждой секции базовой обмотки токового трансформатора подключенной к неуправл емой паре транзисторов выбираетс  меньшим или равным числу витков каждой из секции базовой обмотки токового трансформатора, подключенной к управл емой паре транзисторов . Таким образом, когда открыт транзистор 4, напр жение на базовой обмотке транзистора 6 равно ((WMAAa)t/63(b)i;6 где Ш - падение напр жени  на диоде 10, т. е. недостаточно дл  его открывани , и мощность, рассеиваема  на транзисторе 6, близка к 0. Таким образом, ток течет через транзистор 4 и отвод первичной обмотки силового трансформатора, а транзистор 6 и диод 8 наход тс  под обратным напр жением . При увеличении выходного напр жени  сигнал обратной св зи поступает на схему ШИМа 3, ее ключ размыкаетс , откры ваетс  транзистор 6, а транзистор 4 закрываетс . Начина  с этого момента и до конца первого полупериода, ток протекает через транзистор б по всей половине первичной обмотки силового трансформатора. При уменьщении коэффициента трансформации уменьщаетс  напр жение на выходе, а в форме импульса правл етс  ступенька. В зависимости от величины входного напр жени  измен етс  врем  открытого и закрыТОГО состо ни  управл емых тpa зиcтopoв, площадь импульсов, а, следовательно, и среднее значение выходного напр жени  остаютс  почти неизменными. Применение в стабилизированном преобразователе посто нного напр жени  переключающего токового трансформатора и диода , включенного в общую точку базовых обмоток неуправл емой пары транзисторов, исключают потери в этих цеп х, позвол ет в значительном диапазоне изменени  нагрузки получить КПД преобразовател  на 40-50% больше. Формула изобретени  Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , состо щий из управл емых и неуправл емых пар транзисторов, узла ШИМа, силового трансформатора, отводы от первичной обмотки которого подключены к одним из силовых электродов управл емых транзисторов, другие силовые электроды которых объединены с одноименными силовыми электродами неуправл емых транзисторов, одним из входных выходом и одним из выводов узла ШИМа, другой вывод которого подключен к средней точке базовых обмоток управл емых транзисторов, причем крайние выводы первичной обмотки силового трансформатора подсоединены через диоды, включенные в провод щем направлении , ко вторым силовым электродам неуправл емых транзисторов, имеющих также свои базовые обмотки, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  КПД, в него дополнительно введен токовый трансформатор , первична  обмотка которого включена в разрыв первичной обмотки силового трансформатора и подсоединена к другому входному выводу, а вторичные обмотки  вл ютс  базовыми в цеп х управл емой и неуправл емой пар транзисторов, а также диод, включенный в общий вывод базовой обмотки неуправл емой пары транзисторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 494832, кл. Н 02 М 7/537, 1975.
2. 2.Устройство вторичных источников электропитани  РЭА. М., «Энерги , 1976, с. 109, рис. 1.
3. 3.Там же, с. ПО, рис. 2 (прототип).

   О

   /. о %

   /

   I ;

   3

   п

   )

   €)