SU860234A2

SU860234A2 - Stabilized transistor converter

Info

Publication number: SU860234A2
Application number: SU792798889A
Authority: SU
Inventors: Валентин Дмитриевич Марков; Владимир Павлович Бердинских; Олег Юрьевич Бурлаков
Original assignee: Войсковая Часть 44388-Р/1
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1981-08-30

Description

tt

Изобретение относитс к электро- 1 технике и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре в качестве устройств электропитани систем автоматики, управлени и т.п.The invention relates to electrical engineering and can be used in electronic equipment as power devices for automation systems, control systems, etc.

По основному авт .ев. № 748717 известен стабилизированный транзисторный конвертор, содержащий усилитель ьющнрсти с выходным трансформатором , вторична обмотка которого через выпр митель и фильтр подключена к выходным выводам, входал транзисторов усилител мощности св заны с широтно-импульсным модул тором, причем в базовые цепи этих транзисторов включен регулирующий элемент, управл ющим входом подключенный к выходу дифференциального усилител , первый вход которого через датчик св зан с цепью на.грузки, и указанный датчик выполнен в виде дополнительной обмотки трансформатора, выпр мител и фильтра, а второй вход дифференциального усилител подключен к выходным выводам конвертора 1 1 J .According to the main author. No. 748717 is known a stabilized transistor converter containing an amplifier with an output transformer, the secondary winding of which through a rectifier and a filter is connected to the output pins, included power amplifier transistors connected to a pulse-width modulator, and an adjusting element is included in the basic circuits of these transistors, a control input connected to the output of a differential amplifier, the first input of which through the sensor is connected to the load circuit, and the specified sensor is made as an additional transformer winding, rectifier and filter, and the second input of the differential amplifier is connected to the output terminals of the 1 1 J converter.

Однако при уменьшении величины питающего напр жени ниже заданного (расчетного) минимально допустимого значени при максимальной выходной мощности или при увеличении выходнойHowever, when the value of the supply voltage is lower than the specified (calculated) minimum allowable value at the maximum output power or when the output voltage increases

мощности выше допустимого значени , в транзисторах усилител мощности возникает режим сквозных токов. Резко возрастают коллекторные токи и рассеиваема мерность в транзисторах усилител , что снижает надежность конвертора ipower above the allowable value, through-current mode occurs in the transistors of the power amplifier. The collector currents and the dispersibility in the transistors of the amplifier increase sharply, which reduces the reliability of the converter i

Цель изобретени - повышение надежности стабилизированного транзисторного конвертора.The purpose of the invention is to increase the reliability of the stabilized transistor converter.

Поставленна цель достигаетс тем, что S стабилизированный транзисторный конвертор введены управл е1«лй ключ, схема совпадени , узел задерж15 кну две дифференцирующие цепочки и два выпр мител , первый из которых через дифференцирующую цепочку, схему совпадени и управл емый ключ подключен к усилителю, а второй выпр митель через вторую дифференцирующую цепочку и узел задержки подключен ко второму входу схекы совпадени , при этом вход первого выпр мител подключен к дополнительной обмотке транс25 форматора усилител мощности, а вход второго выпр мител - к дополнительной обмотке трансформатора задающего генеЕ атора,The goal is achieved by the fact that the S stabilized transistor converter is inserted into a control key, a matching circuit, a node that holds two differentiating chains and two rectifiers, the first of which is connected to the amplifier through a differentiating chain, and the second the rectifier through the second differentiating chain and the delay node is connected to the second input of the matching circuit, and the input of the first rectifier is connected to the additional winding of the transformer of the power amplifier format, and the input to the second rectifier - to the additional winding of the transformer which sets the generator E ator

На чертеже представлена блок-схемаThe drawing shows a block diagram

30 стабилизированного конвертора.30 stabilized converter.

Стабилизированный транзисторный конвертор содержит задающий генератор 1, один выход которого соединен с nepBfcuM входом регулирующего элемента 2. Выход регулирующего элемента 2 соединен с первым входом прерывате п 3.The stabilized transistor converter contains a master oscillator 1, one output of which is connected to the nepBfcuM input of the regulating element 2. The output of the regulating element 2 is connected to the first input of the interrupter n 3.

Выход прерывател 3 соединен со входом усилител 4 мощности. Выход усилител 4 мощности соединен через выпр митель 5,фильтр 6, а также через выпр митель 7 ,фильтр 8 с двум входами дифференциального усилител 9, выход которого соединен со вторым входом регулирующего элемента 2, Выход фильтра 6 соединен с одним входом широтно-импульсного модул тора 10, другой вход которого соединен со вторым выходом задающего генератора 1, а выход модул тора 10 - со вторым входом прерывател 3.The output of the chopper 3 is connected to the input of the power amplifier 4. The output of power amplifier 4 is connected via rectifier 5, filter 6, as well as through rectifier 7, filter 8 with two inputs of differential amplifier 9, the output of which is connected to the second input of regulating element 2, the output of filter 6 is connected to one input of pulse-width modulus torus 10, the other input of which is connected to the second output of the master oscillator 1, and the output of the modulator 10 to the second input of the chopper 3.

Первый вход схемы 11 совпадени через дифференцирующую цепь 12 и однополупериодный выпр митель 13 подключен к другой дополнительной обмотке трансформатора усилител мощности, второй вход через узел 14 задержки, дифференцирукицую цепь 15, однополупериодный выпр митель 16 - к третьему выходу задающего генератора 1. Выход схемы совпадени соединен со входом управл емого ключа 17/ соединенного выходом с третьим входом дифференциального усилител 9.The first input of the coincidence circuit 11 via the differentiating circuit 12 and the half-wave rectifier 13 is connected to another additional winding of the power amplifier transformer, the second input through the delay node 14, the differentiation circuit 15, the full-wave rectifier 16 to the third output of the master oscillator 1. The output of the coincidence circuit is connected with the input of the control key 17 / connected to the output of the third input of the differential amplifier 9.

Стабилизированный транзисторный конвертор работаетследующим образом.The stabilized transistor converter works as follows.

При подключении к источнику питани конвертор переводитс в динамический режим работы, Широтно-импульсный модул тор 10 и прерыватель 3, включенные между выходным фильтром б и входом усилител 4 мощности, образуют отрицательную обратную св зь, обеспечивающую стабилизацию выходного напр жени (на нагрузке) автоматическим широтно-импульсным регулированием управл ющих импульсов, поступающих в базовые цепи транзисторов усилител мощности, Функциональные узлы 2,7, а и 9, включенные между выходом усилител мощности 4 и входом прерывател 3, образуют дополнительную обратную св зь, обеспечивающую высокий КПД устройства, путем автоматического регулировани амплитуды управл ющих импульсов в зависимости от-величины выходной мощности. Функциональные узлы 11 - 17 устройства вл ютс дополнительными.When connected to a power source, the converter is switched to a dynamic mode of operation, the Pulse Width Modulator 10 and the interrupter 3, connected between the output filter b and the input of the power amplifier 4, form a negative feedback ensuring the output voltage is stabilized by the automatic width -pulse control of control pulses entering the basic circuits of the transistors of the power amplifier, Functional nodes 2.7, a and 9, connected between the output of the power amplifier 4 and the input of the chopper 3, form an additional feedback providing high efficiency of the device by automatically adjusting the amplitude of the control pulses depending on the magnitude of the output power. Functional units 11-17 of the device are optional.

Б исходном состо нии (величины выходной мощности и питающего напр жени наход тс в заданных допустимых пределах) с другой дополнительной обмотки трансформатора усилител 4 мощности на вход однополупериодного выпр мител 13 подаютс разнопол рные импульсы пр моугольной формы, модулированные по длительности, С выхода узла 13 однопол рные импульсы поступают на дифференцируюущую цепь 12, в которой дифференцируютс по переднему фронту и далее подаютс на первый вход схемы 11 совпадени .In the initial state (the values of the output power and the supply voltage are within the prescribed permissible limits), from the other auxiliary winding of the transformer of the power amplifier 4 to the input of a half-wave rectifier 13, different polarity pulses are modulated in duration, From the output of the node 13 of the same-half-wave Real pulses are fed to the differentiating circuit 12, in which they are differentiated along the leading edge and then fed to the first input of the coincidence circuit 11.

С третьего выхода задающего генератора 1 немодулированные импульсы пр моугольной формы (типа меандр) подаютс на вход однополупериодного выпр мител 16 и далее на дифференцирующую цепь 15, в которой дифференцируютс по переднему фронту. Дифференцированные импульсы с задержкой во времени, создаваемой узлом 14 задержки/ подаютс на второй вход схемы совпадени . Импульсы, поступающие на оба входа схемы 11 совпгщени , имеют одинаковую длительность и форму ,что определ етс идентичностью параметров и элементов узлов 12,13 и 15,16 соответственно , следуют с одинаковой частотой (с частотой автоколебаний конвертора) , но разнесены во времени.From the third output of the master oscillator 1, unmodulated pulses of rectangular shape (such as a square wave) are fed to the input of a half-wave rectifier 16 and further to a differentiating circuit 15, in which they are differentiated along the leading edge. Differential pulses with a time delay generated by delay / node 14 are fed to the second input of the coincidence circuit. The pulses arriving at both inputs of the matching circuit 11 have the same duration and shape, which is determined by the identity of the parameters and elements of the nodes 12,13 and 15,16, respectively, follow with the same frequency (with the frequency of self-oscillations of the converter), but are separated in time.

и св зи .с последним на выходе схемы совпадени сигнал отсутствует, а управл емый ключ 17 остаетс в исходном (з,апертом) состо нии и не форми5 РУет сигнал на управление дифференциальным усилителем 8. В этом режиме узлы 11 - 17 не оказывают воздействи на систему автоматического -регулировани конвертора, обеспечивающую стаQ билизацию выходного напр жени и высокий КПД конвертора.and the last communication at the output of the coincidence circuit is no signal, and the control key 17 remains in its initial (s, aperture) state and does not generate a signal to control the differential amplifier 8. In this mode, nodes 11-17 do not affect an automatic adjustment system for the converter, which provides for stabilization of the output voltage and high efficiency of the converter.

При увеличении мощности в нагрузке или уменьшении питающего напр жени за допустимые (заданные)пределыWith increasing power in the load or reducing the supply voltage for the permissible (specified) limits

г происходит увеличение длительности импульсов на выходе усилител 4 мощности , в результате этого импульсы, поступающие через узлы 13 и 12 на первый вход схемы совпадени , совпадают во времени с импульсами, постуи пающими на второй вход cxeNW совпадени , совпадают во времени с импульсами, поступающими на второй вход схемы совпадени и на выходе ее (уже при первом совпадении) формируетс импульс,d an increase in the duration of the pulses at the output of the power amplifier 4 occurs; as a result, the pulses arriving through nodes 13 and 12 at the first input of the coincidence circuit coincide in time with the pulses matching the second input cxeNW of coincidence coincide in time with the pulses arriving at the second input of the coincidence circuit and at its output (already at the first coincidence) an impulse is formed,

5 который затем открывает управл емый ключ 17 (выполненный, например/ на тиристоре) i5 which then opens the control key 17 (performed, for example, / on a thyristor) i

Напр жение с выхода управл ющего ключа 17 подаетс на третий вход диф0 Ференциального усилител 9, который своим напр жением запирает регулирующий элемент 2, прекраща подачу управ|л ющих импульсов в базы транзисторов |усилител 4 мощности, снижа до нул The voltage from the output of the control key 17 is fed to the third input of the Differential Amplifier 9, which by its voltage locks the regulating element 2, stopping the supply of control pulses to the bases of the transistors | power amplifier 4, reducing to zero

напр жени на нагрузке (на выходе) и перевод транзисторы усилител мощности в безопасный статический режим . работы. При этом порог срабатывани устройства определ етс временем задержки импульса, поступающего на второй вход схемы совпадени , и временем , когда модулированный импульс на выходе усилител мощности достигает максимально допустимой длительности, соответствующей предельному значениюvoltage on the load (output) and the conversion of the transistors of the power amplifier in a safe static mode. work. In this case, the response threshold of the device is determined by the delay time of the pulse arriving at the second input of the coincidence circuit, and the time when the modulated pulse at the output of the power amplifier reaches the maximum allowed duration corresponding to the limit value

5 выходной мощности и питающего напр жени , при которых необходимо пере вести транэист-оры усилител мощности) в статический режим работы дл обеспечени его надежности.5 output power and supply voltage, at which it is necessary to translate the transistor power amplifier amplifiers into a static mode of operation to ensure its reliability.

Надежность стабилизированного транзисторного конвертора повышаетс за счет автоматического прекраицени подачи .управл ющих сигналов в транзисторы усилител мощности и перево да их в безопасный ста :ический режим ;работы в случае возникновени аварийных ситуаций в питающей сети или нагрузке .The reliability of the stabilized transistor converter is enhanced by automatically stopping the supply of control signals to the transistors of the power amplifier and their transfer to a safe, stable regime; operation in the event of an emergency situation in the supply network or load.

Claims

1. USSR author's certificate 748717, cl. H 02 M 3/334, 29.12.78.