Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M3/335 G05F1/64 

Изобрёте Ше относится к преобразова - тельной технике и может быть использовано во вторичньгх источниках эпектротгга нкя, Особешю эффективно его использовашге с Ш1зковольтными первичными источиикамн энергии.

Известны конверторы с обратной связь по току нагрузки, содержащие трансформатор, первичная обмотка которого через два транзистора соединена с источником питания по схеме со средней точкой, а вторичная обмотка включена между базами этих транзисторов. Конденсатор, шунтирующий нагрузку, включен между минусом источника питания и общей точкой одно- имешсых электродов разделительных вентилей, соединешпых с концами вторичной обмотки трансформатора конвертора 1 .

Недостатком данных котзерторов являются отсутствие стабилизации выходного напряж.етгая. Особенно заметен этот недостаток при питании указанной схемы от шзковольтного первичного источника, имеющего большое внутреннее сопротивление (например, радиоизотопного термоэлектрического генератора), напряжение которого может значительно (до 1,5-2 раза)изменяться при изменении тока нагрузки.

Известны стабилизаторы параллельного типа, представляющие собой эмиттерный повторитель с параллельной нагрузкой. Переход эмиттер-база регул1фующего транзистора с последовательно соединенными стабилитроном включены параллельно на грузке С 23 ,

Недостатком указанных стабилитронов является низкий КПД.

Наиболее близким к изобрете1гаю явля&ГСЯ стабилиз1фованный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два транзистора, соединенных по схеме со средней точкой с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого включена между базами указанных транзисторов , и разделительные вентили, соединеш1ые с концами вторичной обмотки указанного трансформатора, стабилизатор н рряжения| 3 J . Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, невысокая точность стабилизации входного напряжегпш вследствие отсутствия измерительного органа, контропирующего напряжение на нагрузке), невысо кий КПД (вследствие потерь мощности в регулирующих стабилитронах, допапнительных резисторах и диодах).

Целью изобретения является повышение тогшости стабилизации выходного напряжешш и повьпление КПД конвертора..

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряокения, содержащем два транзистора, соединенных по схеме со средней точкой с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого включена между базами указанных транзисторов, и щунтирующий выходные . выводы конде.н,сагор, включенный между об. |щим выводом и общей точкой одноименных электродов разделительных вентилей, соединенных с концами вторичной обмотки, стабилизатор напряжения выполнен на регулирующем транзисторе и стабилитроне, включешом последовательно с управляющим переходом указанного регулирующего транзистора и параллельно конденсатору, включенному между общим выводом и общей точкой одноименных электродов указаш1ых разделительных вентилей, и двух тиристорных оптронах, входные цепи которых соединены последовательно и вюпочены в силовую цепь указанного регулирующего транзистора а выходные цепи включены BCTpefflo-параллельно и подключены к концам вторичной обмотки трансформатора.

На фиг. 1 и 2 представлена электрическая схема стабилизированного-преобразователя постоянного напряжения.

Стабилизированный преобразователь постояш1ого напряжения содеркит транс4юрматор 1 с двумя первичными обмотками 2, средняя точка которых соединена общим отрицательным входным выводом, и вторичной обмоткой 3. Концы первичной обмотки 2 трансформатора 1 соешгнены с коллекторами транзисторов 4 и 5, эмиттеры которых соединены с положительным входным выводом. Концы вторичной обмотки 3 трансформатора соединены с анодами разделительных вентилей 6 и 7 и с базами транзисторов 4 и 5. Конденсатор 8, щунтирующий выходные выводы, включен между минусом источника питания 3 и общей точкой катодов разделительных вентилей 6 и 7, управляющий переход регулирующего транзистора 9 стабилизатора напряжения с последовательно соединенным стабилитроном 10 включен параллельно выходным выводам преобразователя . Коллектор регулирующего транзистора 9 через последовательно соединенные входные цепи (светодиодь) ттфисторных оптронов 11 и 12 соединен с отрицательным общим выводом. Выходные цепи (фототиристоры) тиристорных оптронов 11 и 12 включены встречно-параллельно и соединены с концами вторичной обмотки 3 трансформатора 1 конвертора.

Преобразователь работает следующим образсж.

При открытом транзисторе 4 напряжение источника приложено к обмотке 2 трансформатора 1. -Ток обмотки 3 замыкается по контуру: диод 7, выходные выводы, входные выводы, утфавпяющий переход эмиттер-база транзистора 4, Под действием напряжения, прилаженного к обмотке 2, перемагничивается магнитопровод трансформатора 1. В момент насыщения магнитопровода резко возрастает намагничивающий ток трансформатора 1 а, следовательно, и коллекторный ток транзистора 4. Падение напряжения на транзисторе 4 увеличивается и напряжение на обмотке 3 уменьшается.

Это приводит с уменьшению базового тока транзистора4. Транзистор4 выходит на насыщения и его коллекторный ток начинает уменьшаться. Напряжение на обмот ке меняет знак. Транзистор 4 закрываетс открывается транзистор 5. Далее процессы в схеме повторяются.

Стабилизация выходного напряжение . осуществляется следующим образом. Пуст входное напряжение источника 3 увеличилось (например, из-за уменьшения тока нагрузки). Это вызывает увеличение напряжения выходных выводов преобразователя. При превышении напряжения на выходных выводах значения

где Uct - ряжение стабилизашш стабитггрона 10;

(J - напряжение эмиттер-база регулирующего транзистора 9, происходит пробой стабилитрона 10. Транзистор 9 открывается, и конденсатор 8 разряжается через переход эмиттер-ксвшектор регулирующего транзистора 9 в последовательно соешшенные входные цепв тяристорных оптронов 11 и 12. Сопротивление выходных цепей тиристорных оптро-нов 11 tf 12 уменьшается и вторичная обмотка 3 трансформатора 1 преобразователя в зависимости от полярности напряжения на ней закорачивается через один из фототиристоров оптронов 11 и 12. Колебания преобразователя срываются. В.это время конденсатор 8 разряжается через нагрузку. Когда напряжение на выходных выводах станет меньше UBj,|y ист U эб ток через стабишггрон 10. прекращается, коллекторный ток регулирующего транзистора 9 уменьшается и фототирйсторы опт ронов 11 и 12 закрываются. Происходит возбуждение преобразователя, (которое облегчено благодаря наличию положительной обратной связи по току нагрузки), который в течение цикла колебаний обеспечивает подзаряд конденсатора 8. Далее процессы в схеме повторяются.

Таким образом, преобразователь обладает более высокой точностью стабилизашш напряжения и повышенным КПД.

фиг.1

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕСеРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два транзистора, соеДЕшенных йо схеме со средней точкой с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого включена между базами указшшых транзисторов, разделительные вентили, соешшенные с концами вторичной обмотки, стабилизатор напр$икения, отличающийся тем, что, с цетью повышения точности стабилвгаащш И повьпиения КПД указанный стабилизатор напряжения вьгаолнен на регутхрующем транзисторе и стабилитроне, включенном последовательно с управляюишм переходом указанного рег герующего транзистора и параллельно конденсатору, включенному между обшим ВЫВОДОМ и общей точкой одноименных электродов указанных разделительных вентилей , и двух тиристорных оптронах, входт 1е цепи которых соединены (Л последовательно В включены В силовую цепь указанного регулирующего тракзисто ра, а вьтходные цепи включены встречнопараллельно и подключены к концам вторичной обмотки трансформатора.