SU955458A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени в переменное - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питани .

. Известны стабилизированные преобразователи , содержащие магнитно-транзисторный генератор стабильной частоты, трансформатор которого св зан с усилителем мощности , причем входы транзисторов последнего св заны также с коммутирующим магнитным элементом 1, 2 и 3.

Недостатком устройства 1  вл етс  низкий КПД за счет наличи  в силовой цепи большого количества полупроводниковых элементов.

Недостатком устройства 2  вл ютс  повышенные габариты за счет наличи  4-х силовых транзисторов, кроме того дл  запуска схемы необходимо вводить дополнительные цепи смещени .

Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  стабилизированный преобразователь, который содержит задающий генератор с выходным трансформатор .ом и усилитель мощности С-силовым трансформатором и коммутирующим магнитным элементом, соединенным первой парой выВОДОВ через разделительные диоды с базами транзисторов усилител  мощности, входы которых через согласующие цепи соединены со вторичными обмотками выходного трансформатора задающего генератора, коммутирующий дроссель, вход т пр мые падени  на элементах схемы, имеющих технологический разброс параметров 3.

Однако во врем  паузы в выходном напр жении потребление мощности от задающего генератора увеличиваетс , что приводит к уменьшению КПД и увеличению габаритов задающего генератора. Кроме того, схема не защищена от коротких замыканий в нагрузке, при которых, без прин ти  специальных мер, выход т из стро  силовые транзисторы преобразовател .

Цель изобретени  - повышение КПД, уменьшение габаритов и расщирение функциональных возможностей устройства.

Claims (3)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что преобразователь снабжен дополнительными обмотками, подключенными через введенные первые резисторы к входам силовых транзисторов , коммутирующий магнитный элемент снабжен второй парой выводов, соединенной с дополнительными обмотками силового трансформатора , а кажда  указанна  согласующа  цепь состоит из последовательно включенного второго резистора и конденсатора, зашунтированных выключающим диодом. Кроме того, коммутирующий магнитный элемент выполнен в виде двухобмоточного дроссел , причем начало первой и конец второй обмотки подключены к первой паре выводов, конец первой и начало второй обмотки - к второй паре выводов коммутирующего магнитного элемента, перва  лара выводов которого соединена через введенный третий резистор. Двухобмоточный дроссель снабжен управл ющей обмоткой, подключенной через выпр митель к дополнительному введенному транзистору, вход которого соединен с выходом введенного блока управлени , выполнен на базе широтно-импульсного модул тора. На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 - вариант схемы устройства. Схема содержит задающий генератор на транзисторах 1,2 и трансформаторе 3, вторичные обмотки 4 которого через диоды 5, 6 и последовательно соединенные вторые резисторы 7, 8 и конденсаторы 9, 10 соединевы с входами силовых транзисторов 11 и 12 усилител  мощности, дополнительные обмотки трансформатора 13 которого через первые резисторы 14 и 15 св заны с входами силовых транзисторов, причем базы последних через разделительные диоды 16 и 17 соединены с коммутирующим магнитным элементом 18, между первичными обмотками которого включен резистор 19, а управл юща  обмотка через выпр митель 20 соединена с транзистором 21, входом св занного с блоком 22 управлени  коммутацией. Питание задающего генератора осуществл етс  через стабилизатор 23 напр жени . Устройство работает следующим обраЗадающий генератор вырабатывает импульсы пр моугольного напр жени  стабильной частоты и амплитуды. От вторичных обмоток трансформатора 3 на входы силовых транзисторов поступают через дифференцирующие цепочки 7, 9 и 8, 10 короткие импульсы, которые при положительной пол рности открывают один из силовых транзисторов 11 и 12. Поскольку трансформатор 13 снабжен обмотками положительной обратной св зи, усилитель мощности возбуждаетс  и открывщийс  транзистор, например 11, поддерживаетс  в насыщении напр жением дополнительной обмотки через резистор 14. При этом мощность от задающего генератора не потребл етс  до начала следующего полупериода. Возможны два режима работы схемы, при которых в качестве коммутирующего магнитного элемента 18 используетс  насыщающийс  дроссель или коммутирующий трансформатор . Дроссель 18 перемагничиваетс  суммарным напр жением обмоток положитель 1ой обратной св зи трансформатора 13. По истечении времени, определ емого напр жением на обмотках 13 и параметрами дроссел  18, сердечник дроссел  18 насыщаетс  и транзистор 11 форсированно запираетс  напр жением обмотки обратной св зи через дноа 16. За счет ЭДС самоиндукции трансформатора 13 пол рность на обмотках последнего измен етс  на противоположную, однако транзистор 12 не открываетс , поскольку потенциал его базы надежно поддерживаетс  на отрицательном уровне напр жением базовой обмотки трансформатора 3 задающего генератора, приложенным через диод 6. Таким образом, во врем  паузы в выходном напр жении энерги  на управление силовыми транзисторами не расходуетс . В начале следующего полупериода транзистор 12 открываетс  выходным импульсом дифференцирующей цепочки 8, 10 и процесс повтор етс . Поскольку относительное врем  открытого состо ни  силовых транзисторов находитс  в обратно-пропорциональной зависимости от входного напр жени  стабилизированного преобразовател , среднее значение напр жени  на выходе усилител  мощности стабилизировано относительно изменений входного напр жени . Во втором режиме работы, когда в качестве коммутирующего магнитного элемента используетс  трансформатор 18, момент запирани  силового транзистора определ етс  состо нием ключа 21, входом св занного с блоком 22 управлени  коммутацией. Последний может быть использован дл  щиротно-импульсного компенсационного регулировани  выходного напр жени  (в этом случае ключ 21 открываетс  в каждом полупериоде ) , в качестве исполнительного элемента различного вида защит, а также дл  дистанционного управлени  напр жением на выходеустройства. Кроме того, возможно совмещение указанных режимов. В этом случае в установивщемс  режиме работы регулирование выходного напр жени  осуществл етс  от блока 22, а при скачкообразных увеличени х входного напр жени  ограничение длительности импульсов осуществл етс  за счет насыщени  магнитопровода трансформатора 18, что позвол ет уменьщить динамическую ощибку стабилизатора. Схема позвол ет также организовать гарантированную паузу в выходном напр жении (выбором 4HCJja витков первичной обмоткн трансформатора 18) на врем  переходных процессов в блоке 22 управлени  коммутацией при включении, устройства , что исключает сквозные токи через силовые транзисторы. На фиг. 2 представлен вариант схемы, в которой эмиттеры силовых транзисторов не св заны друг с другом. В этом случае увеличиваетс  число вторичных обмоток трансформаторов , работа схемы при этом не измен етс . Предлагаемое техническое решение позвол ет повысить КПД за счет исключени  затрат на управлени  во врем  паузы в выходном напр жении; уменьшить габариты за счет уменьшени  выходной мощности задающего генератора; расширить функциональные возможности, а именно совмещение компенсационного и параметрического способов стабилизации и возможность безаварийной работы при коротком замыкании нагрузки. Формула изобретени  1. Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени  в переменное, содержащий задающий генератор с выходным трансформатором и усилитель мощности с силовым трансформатором и коммутирующим магнитным элементом,соединенным первой парой выводов через разделительные диоды с базами транзисторов усилител  мощности , входы которых через согласующие цепи соединены с вторичными обмотками выходного трансформатора задающего генератора , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  КПД, уменьщени  габаритов и расширени  функциональных возможностей, силовой трансформатор снабжен дополнительными обмотками, подключенными через введенные первые резисторы к входам силовых транзисторов, коммутирующий магнитный элемент снабжен второй парой выводов, соединенной с дополнительными обмотками, а кажда  указанна  согласующа  цепь состоит из последовательно включенных второго резистора и конденсатора, зашунтированных выключающим диодом. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что коммутирующий магнитный элемент выполнен в виде двухобмоточного дроссел , причем начало первой и конец второй обмотки подключены к первой паре выводов, конец первой и начало второй обмотки - к второй паре выводов коммутирующего магнитного элемента, перва  пара выводов которого соединена через введенный третий резистор. 3.Преобразователь по п. 2, отличающийс  тем, что двухобмоточный дроссель снабжен управл ющей обмоткой, подключенной через выпр митель к дополнительному вновь введенному транзистору, вход которого соединен с выходом введенного блока управлени . 4.Преобразователь по п. 3, отличающийс  тем, что указанный блок управлени  выполнен на базе широтно-импульсного модул тора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 163262, кл. Н 02 М 7/537, 1964.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 154719, кл. Н 03 К 5/13, 1962.
3. 3.Патент США № 3191115, кл. 321-45, 1965.

   97

   и.

   п

   -О

   Ю 8

   фиг.г

   о+

   3

   зг

   13

   /3

   Лго