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

2. Преобразователь по п.1, о тличающийся тем, что коллекторы силовых транзисторов

соединены cto средней точкой через введенные конденсаторы.

1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий входные выводы, которые через регулирующий элемент, усилитель мощности с трансформаторным Выходом, выпрямитель и фильтр соед нены с выходными выводами, подключенными через усилитель обратной связи к управляющему входу регулирующего элемента, причем последний выполнен на регулирующем транзисторе с резистором в цепи эмиттера, а усилитель мощности - на силовых транзисторах, управляющими входами подсоединенных к выходам задающего генератора, отличающийся тем, что, сцелью повышения качества энергии на выходе стабилизированного преобразователя путем увеличения быстродействия системы регулирования , а также упрощения, первый входной и выходной выводы объединены общей шиной, к которой подключен указанный резистор,.а коллектор регулирующего транзистора подключен к объединенным эмиттерам силовых транзисторов усилителя мощности,который выполнен по схеме со средней точкой, подключенной к второму входному выводу. 5«до

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания высоковольтным стабилизированным напряжением электронных и других приборов и аппаратов, входящих в состав аппаратурных комплексов для научных исследований, содержащих быстродействующие цифровые устройства автоматики и вычислительной техники, а также другие электронные устройства, чувствительные к импульсным помехам.

Известны стабилизированные преобразователи с высоковольтным вы ходом, содержащие включенные последовательно регулирующий транзистор, двухтактный прео.бразоваталь, содер- жащий усилитель мощности на силовых транзисторах с выходным трансформатором и задающий генератор с трансформаторным выходом, подключенным к управляющим входам силовых транзисторов усилителя мощности, выпрямитель, делитель выходного напряжения и усилитель обратной связи, подключенный к входу регулирующего транзистора.

При этом эмиттер регулирующего транзистора подключен к средней точке первичной обмотки выходного трансформатора усилителя мощности либо непосредственно, либо через дроссель, зашунтированный последовательной диодно-резистивной цепочкой l и 1

Однако стабилизация выходного напряжения в этих устройствах осуществляется посредством автоматического регулирования низковольтного напряжения питания усилителя мощности по отклонению выходного высоковольтного напряжения. Паразитные параметры выходного трансформатора (распределенная емкость высоковольтной обмотки и индуктивность рассеяния) обуславливают в случае питания усилителя мощности от источника напряжения кратковременные скачки потребляемого тока, атакже искажение вершины импульса напряжения на каждой из первичных полуобмоток и высоковольтной обмотк трансформатора кратковременными выбросами значительной амплитуды и затухающими высокочастотными колебаниями. Это ухудшает электромагнитную совместимость технических средств аппаратурного комплекса,содержащего известные высоковольтные стабилизаторы, по цепям электропи- тания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизированный преобразователь постоянного- тока, входные выводы которого через регулирующие элементы, ус 1литель мощности с трансформаторным выходом, выпрямитель и фильтр соединены с его выходными выводами, пoдключeнны 1и через усилитель обратной связи к управляющему входу регулирующего элемента причем последний выполнен на регулирующем транзисторе с резистором в цепи эмитера, а усилитель мощности - на силовых транзисторах, управляющими входами подсоединенных к выходу задающего генератора PJ .

Однако в известном стабилизированном преобразователе на входе усилителя мощности установлен конденсатор, поэтому для устранения сквозных токов -управление силовыми транзисторами осуществляется с паузой на нуле, в течение которой разряжается емкость высоковольтной обмотки выходного трансформатора.

Необходимость формирования паузы усложняет схему и конструкцию задающего генератора, а наличие паузы ограничивает возможность повышения быстродействия системы регулирования и ухудшает таким путем качество энергии на выходе конвертора.

Цель изобретения - повышение качества энергии на выходе стабилизатора путем увеличения быстродействи системы регулирования, а также упрощения устройства .Эта цель достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, входные выводы которого через регулирующий элемент, усилитель мощности с трансформаторным выходом, выпрямитель и фильтр соединены с его выходными выводами, подключенными через усилитель обратной связи к управляющему входу регулирующего элемента, приче последний выполнен на регулирующем транзисторе с резистором в цепи

эмиттера, а усилитель мощности - на силовых транзисторах, управляющими входами подсоединенных к выходу задающего генератора, первый входной и выходной выводы объединены общей шиной, к которой подключен резистор, а коллектор регулирующего транзистора подключен к объединенным эмиттерам силовых транзисторов усилителя мощности, который выполнен по схеме со средней точкой, подключенной к второму входному выводу.

Кроме того, коллекторы силовых транзисторов соединены со средней точкой через введенные конденсаторы

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 - диаграммы,поясняющие особенности его работы.

Стабилизированный преобразовател содержит регулятор 1 тока и преобразовательную ячейку 2, выпрямитель 3 и включенный между выходным выводом и о.бщей шиной делитель 4.

Преобразовательная ячейка 2 состоит из задающего генератора 5 с трансформаторным выходом и усилителя б мощности с первичной цепью.7 на силовых транзисторах 8 и 9,управлякадими входами подключенных к выходу задающего генератора 5. К коллекторам силовых транзисторов 8 и 9 подключены полуобмотки 10 и 11 выходного трансформатора 12и конденсаторы 13 и 14, подключенные каждый параллельно соответствующей полуобмотке. Регулятор 1 тока содержит регулирующий элемент 15 на регулирующем транзисторе. 16 и резисторе 17 в цепи его эмиттера, а также усилитель 18 обратной связи. Один из входов усилителя 1В соединен с источником опорного напряжения, а другой - с делителем 4. Коллектор транзистора 16 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов 8 и 9.

Регулирующий элемент 15, управляющийся от источника .напряжения (с выхода усилителя 18),является для первичной цепи 7 усилителя 6 мощностиисточником тока. Усилитель 6 мощности образует в сочетании с элементом 15 переключатель тока, .причем величина переключаемого тока регулируется по отклонению выходного высоковольтного напряжения, обеспечивая его стабилизацию на установленном уровне. При этом преобразовательная ячейка 2, благодаря соединению токозадающего -резистора 17 с общей шиной, а коллектора регулирующего транзистора 16 fc объединенными эмит терами силовых транзисторов 8 и 9 усилителя 6 осуществляет преобразование ток -напряжение. Работа усилителя 6 в режиме переключения стабилизированного тока обуславливает

малое время переходного процесса,, так как транзисторы 8 и 9 переключаются попеременно без пауз, в отличие от известного устройства.Тем самым обуславливается возможность повышения частоты преобразования тока питания усилителя 6 .в высоковольтное напряжение на вторичной обмотке трансформатора 12, а следовательно, и быстродействия системы регулирова0ния.

Эпюры 19 и 21 (фиг.2) показывают изменение тока, протекающего соответственно через конденсатор 13 или 14 и полуобмотку 10 или 11 в те

5 чёние нескольких последовательных тактов работы преобразователя 2. В каждый такт работы выходной ток регулятора 1 проходит по ветке Первичной цепи 7, содержащее открытый

0 в течение данного такта транзистор 8 или 9 усилителя 6 мощности и параллельную LC -цепочку полуобмотки 10 или 11 и конденсатора 13 или 14 соответственно. Длительность такта равна полупериоду колебаний задающе5го генератора 5. В начальный момент такта весь ток первичной цепи 7 проходит через конденсатор 13 или :14 открытой ветви. Ток в соответствующей полуобмотке 10 или 11 изме0няется по мере заряда суммарной емкости С, образованной емкостью конденсатора 13 или 14 и пересчитанной в первичную распределительной емкостью вторичной обмотки повышаю5щегр трансформатора 12 Cj ,2 ( C2,j- Hjj; где n -.коэффициент трансформации трансформатора 12, C2,/l - емкость вторичной обмотки трансформатора 12.

0

Таким образом, в открытой ветви цепи 7 за время каждого такта- имеет место перераспределение выходного стабилизированного тока регулятора 1 между полуобмоткой 10 или 11 и ука5занной емкостью С. Напряжение на полуобмотках 10(11) и емкости С име.ет вид совокупности отрезков параболы, представленных эпюром 21 и опре, деляются величиной выходного тока ,регулятора 1,емкостью С,частотой за0дающего генератора 5 и числом витков обмоток. I

Динамические искажения,обуслов5ленные переключением транзисторов 8 и 9, характеризуются задержкой начала изменения тока в полуобмотке 10 или 11 по отношению к началу изменения тока через емкость С, определяемой по формуле

0

(9)

ЫО(«) R

-

Аии.15

где Ь

о(о индуктивность полуобмо ки 10 (11) трансформатора 12;

5