SU862331A2

SU862331A2 - Stabilized converter

Info

Publication number: SU862331A2
Application number: SU792860781A
Authority: SU
Inventors: Ян Янович Берзиньш; Игорь Алексеевич Воробьев
Original assignee: Рижское Производственное Объединение Вэф Им.В.И.Ленина
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1981-09-07

Description

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР(54) STABILIZED CONVERTER

1one

Изобретение относитс к области электротехники , в частности к вторичным источникам питани посто нного напр жени радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to secondary sources of supply voltage of constant voltage electronic equipment.

В основном авт. св. № 586529 описан стабилизированный конвертор, содержащий вход, соединенный с входными выводами задающий генератор, вторична обмотка трансформатора которого соединена с одним входом широтно-импульсного модул тора, выходом подключенного к управл ющему входу усилител мощности, вторична обмотка трансформатора которого через выпр ми тель с фильтром подключена к выходным выводам, соединенным с одним входом сравнивающего блока, другой вход которого соединен с источником опорного напр жени , а выход - со входом усилител посто нного тока, причем выход усилител посто нного тока подключен к диагонали первого дополнительно введенного выпр мител , друга диагональ которого соединена последовательно с дополнительно введенной вторичной обмоткой выходного трансформатора задающего генератора, и первичной обмоткой дополнительно введенного согласующего трансформатора, вторична обмотка которого через второй дополнительно введенный выпр митель соединена с другим входом широтно-импульсного модул тора.Basically auth. St. 586529 describes a stabilized converter containing an input connected to the input terminals of a master oscillator, the secondary winding of which is connected to one input of a pulse-width modulator, an output connected to the control input of a power amplifier, the secondary winding of which is connected through a filter with a filter connected to the output pins connected to one input of the comparison unit, the other input of which is connected to the source of the reference voltage, and the output to the input of the DC amplifier, the output of the DC amplifier is connected to the diagonal of the first additionally inserted rectifier, the other diagonal of which is connected in series with the additionally introduced secondary winding of the output transformer of the master oscillator, and the primary winding of the additionally introduced matching transformer, the secondary winding of which through the second additionally introduced rectifier is connected to another input pulse-width modulator.

Однако известный конвертор при работе с достаточно высокой (ультразвуковой) частотой модул ции может иметь (в диапазоне изменени выходного тока конвертора от режима холостого хода до максимального значени ) области нестабильной работы , в которых увеличиваютс пульсации выходного напр жени конвертора, увеличиваетс нагрев коммутирующих транзисторов However, a known converter, when operating at a sufficiently high (ultrasonic) modulation frequency, can have (in the range of output current of the converter from idle to maximum) areas of unstable operation in which the ripples of the output voltage of the converter increase, heating of the switching transistors increases

10 усилител мощности и снижаетс надеж ность работы конвертора. Это может иметь место из-за наличи на выходе первого дополнительного выпр мител и усилител посто нного тока высокочастотных колеба15 НИИ у выпр мленного напр жени задающего генератора и обусловлено нелинейностью параметров транзистора в усилителе посто нного тока на высоких частотах и в режиме малых сигналов, а также тем, что управл ема усилителем посто нного тока цепь об20 ладает определенной индуктивностью, котора может способствовать увеличению колебаний напр жени в переходных режимах с достаточно скоротечными движени ми10 power amplifier and reduced reliability of the converter. This may occur due to the presence at the output of the first additional rectifier and the amplifier of the direct current of high-frequency oscillations of the scientific research institute at the rectified voltage of the master oscillator and is due to the non-linearity of the parameters of the transistor in the amplifier of the direct current at high frequencies and in the mode of small signals, and also the fact that a direct current amplifier controlled circuit has a certain inductance, which can contribute to an increase in voltage fluctuations in transient modes with sufficiently fast movements Mi

в системе стабилизации. Кроме того, при скважности импульсного цикла конвертора , близкой к единице, из-за времени рассасывани неосновных носителей на базах коммутирующих транзисторов обеих фаз усилител мощности может иметь место перекрытие (одновременное нахождение в провод щем состо нии коллекторно-эмиттерных переходов обоих транзисторов) фаз усилител мощности и перегрев коммутирующих транзисторов при ступенчатых изменени х сопротивлени нагрузки, что также снижает надежность работы конвертора.in the stabilization system. In addition, when the converter cycle pulse ratio is close to one, due to the resorption time of minority carriers on the bases of the switching transistors of both phases of the power amplifier, an overlap (simultaneous conduction of the collector-emitter transitions of both transistors) of the power amplifier may occur. and overheating of the switching transistors with stepwise changes in the load resistance, which also reduces the reliability of the converter.

Цель изобретени - повыщение надежности работы конвертора за счет повыщени устойчивости его работы и снижени нагрева коммутирующих транзисторов усилител мощности в щироком диапазоне изменени сопротивлени нагрузки.The purpose of the invention is to increase the reliability of the converter operation by increasing the stability of its operation and reducing the heating of the switching transistors of the power amplifier in a wide range of load resistance.

Поставленна цель достигаетс тем, что выход усилител посто нного тока защунтирован дополнительно введенными конденсатором и резистором, включенными параллель но.The goal is achieved by the fact that the output of the DC amplifier is clamped by the additionally introduced capacitor and resistor connected in parallel.

На чертеже представлена принципиальна схема стабилизированного конвертора.The drawing shows a schematic diagram of a stabilized converter.

Конвертор содержит подключенный к входным выводам задающий генератор 1, состо щий из блока 2 коммутации и запуска и трансформатора 3, вторична обмотка 4 которого соединена с одним входом щиротно-импульсного модул тора 5, выход которого соединен со входом двухтактного транзисторного усилител б мощности, вторична обмотка 7 выходного трансформатора 8 которого через выпр митель 9 и сглаживающий фильтр 10 соединена с выходными выводами , соединенными через сравнивающий блок 11, другим входом соединенный с источником (не показан) опорного напр жени Uo«, со входом усилител 12 посто нного тока , выходом подключенного к диагонали первого выпр мител 13, соединенного с дополнительной вторичной обмоткой 14 трансформатора 3 задающего генератора I и с первичной обмоткой 15 согласующего (разделительного ) трансформатора 16, вторична обмотка 17 которого соединена со вторым выпр мителем 18, диагональ которого соединена с другим входом щиротно-импульсного модул тора 5, причем выход усилител 12 посто нного тока зашунтирован конденсатором 19 малой емкости и резистором 20.The converter contains a master oscillator 1 connected to the input terminals, consisting of switching and starting unit 2 and a transformer 3, the secondary winding 4 of which is connected to one input of a pulse-width modulator 5, the output of which is connected to the input of a push-pull transistor power amplifier, the secondary winding 7 whose output transformer 8 is connected via rectifier 9 and a smoothing filter 10 to output pins connected via comparing unit 11 connected to a source (not shown) of the reference input by another input. voltage Uo ", with the input of the DC amplifier 12, the output of the first rectifier 13 connected to the diagonal, connected to the additional secondary winding 14 of the transformer 3 of the master oscillator I and the primary winding 15 of the matching (separation) transformer 16, the secondary winding 17 of which is connected a second rectifier 18, the diagonal of which is connected to another input of the pulse-width modulator 5, and the output of the DC amplifier 12 is shunted by a small capacitor 19 and a resistor 20.

При изменении под действием дестабилизирующих факторов величины выходного напр ;ени измен етс рассогласование на выходе сравнивающего блока И, это вызывает соответствующее изменение напр жени на выходе сравнивающего блока 11 и падение напр жени на выходной цепи усилител 12 посто нного тока, а также изменение амплитуды импульсов напр жени на первичной и вторичной обмотках 15 и 17 согласующего (разделительного) трансформатора 16. Возникщее изменение напр жени , поступающего со второго дополнительного выпр мител 18 на вход щиротноимпульсного модул тора 5, приводит к соответствующему изменению относительной длительности (скважности) импульсов, управл ющих усилителем 6 мощности, что приводит к восстановлению заданного уровн выходного напр жени , чем обеспечиваетс процесс стабилизации выходного напр жени . Имеющие место в диагонали первого выпр мител 13 высокочастотные пульсации выпр мленного напр жени задающего генератора 1 сглаживаютс конденсатором 19, обеспечива в установивщемс режиме посто нство напр жени питани выходной (коллекторной) цепи усилител 12 посто нного тока, чем обеспечиваетс относительна (в пределах импульсного цикла) стабильность нагрузочной характеристики усилител 12, снижаетс уровень возмущений в цепи обратной св зи и повышаетс стабильность работы конвертора в щироком диапазоне изменени выходного (нагрузки).When the magnitude of the output voltage changes under the action of destabilizing factors, the mismatch at the output of the comparing unit I changes, this causes a corresponding change in the voltage at the output of the comparing unit 11 and the voltage drop on the output circuit of the DC amplifier 12, as well as the amplitude of the pulses primary and secondary windings 15 and 17 of the matching (separation) transformer 16. The resulting change in voltage coming from the second additional rectifier 18 to the input A pulse modulator 5 leads to a corresponding change in the relative duration (duty cycle) of the pulses that control the power amplifier 6, which leads to the restoration of a given level of output voltage, thus providing a process for stabilizing the output voltage. The high-frequency pulsations of the rectified voltage of the master oscillator 1, which occur in the diagonal of the first rectifier 13, are smoothed by the capacitor 19, ensuring in a steady-state mode the supply voltage of the output (collector) circuit of the DC amplifier 12, which ensures relative (within the pulse cycle) the stability of the load characteristics of amplifier 12, the level of disturbances in the feedback circuit decreases and the stability of the converter operation in the wide range of output variation (n shipments).

5 тока конвертора, при котором происход т значительные перемещени рабочей точки транзистора усилител 12 посто нного тока. В области, близкой к состо нию отсечки, когда скважность и.мпульсного цикла конвертора близка к единице, увеличению паде° ни напр жени на выходной (коллекторной) цепи усилител 12 посто нного тока преп тствует щунтирующий резистор 20, чем ограничиваетс дальнейшее увеличение скважности и предотвращаетс перекрытие5 current converter, in which there is a significant movement of the operating point of the transistor of the amplifier 12 DC. In the region close to the cut-off state, when the duty cycle of the pulse cycle of the converter is close to unity, the increase in voltage and voltage across the output (collector) circuit of the DC amplifier 12 is prevented by the bypass resistor 20, which limits the further increase in duty cycle and prevents overlap

j фаз усилител 6 мощности, при быстрых (соизмеримых с быстродействием системы стабилизации конвертора) изменени х выходного тока конвертора в щироких пределах .j phases of power amplifier 6, with fast (commensurate with the speed of the converter stabilization system) changes in the output current of the converter within wide limits.

Тем самым в щироких пределах изменени выходного тока конвертора значительно снижаютс коммутационные потери и токовые перегрузки в усилителе мощности конвертора , нагрев коммутирующих транзисторов усилител мощности и повышаетс надежность работы конвертора.In this way, switching losses and current overloads in the power amplifier of the converter, heating of the switching transistors of the power amplifier and increasing the reliability of the converter operation are greatly reduced within wide limits of the output current of the converter.

Claims

Invention Formula

The stabilized converter on the author.

0 over. No. 586529, characterized in that, in order to increase the reliability of operation with load changes in a wide range, the output of the DC amplifier is ground-in by additionally introduced capacitors and a resistor connected in parallel.