Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования и стабилизации постоянного напряжения.

Известен стабилизированный преобразоватепь напряжения, содержащий задакадий генератор, соединенный через трансформатор с усилителем мощности на транзисторах, к выходу которого через переключающий трансформатор Ю последовательно соединен выпрямитель и фильтр, орган сравнения, соединенный с выходом и источником опорного напряжения, транзисторный ключ, коллектор которого через диоды соединен 15 с крайними вьшодами дополнительной обмотки переключающего трансформатора, эмитгер - со средним выводом этой обмотки, а база подключена к выходу логического переключателя, 20 соединенного с выходом задающего генератора, органа сравнения и дополнительно введенного нуль-органа, подключенного к выходу усилителя мощности, В устройстве силовые транзи- 25 сторы усилителя мощности управляются посредством общего токового трансформатора, В базовые цепи силовых . транзисторов включены резисторы, в результате чего обеспечивается сим.- 30 метричный режим переключающего токового трансформатора i.

Недостатком устройства является отсутствие защиты силовых транзисторов ОТперегрузок по току.

Наиболее близким к изобретению 35 по технической сущности является стабилизированный преобразователь, содержащий усилитель мощности с силовыми транзисторами и трансформатор тока с базовыми обмотками, соединен- 40 ными через резисторы с входными цепями силовых транзисторов, и управляющей обмоткой, подключенной крайними выводами к коллекторам управляющих транзисторов, базы которых соеди-45 нены с выходами блока управления, входами подключенного к выходу узла защиты от перегрузки и к выводам для подключения нагрузки, которые через фильтр, выпрямитель и выходной транс- форматор соединены с выходом усилителя модности, и датчик тока перегрузки в виде дополнительных трансформаторов тока, балластного резистора, выпрямителя и усилителя Г2.

Однако наличие дополнительных уз- 55 лов в системе защиты от перегрузки усложняет устройство и увеличивает его массу и габариты.

Цель изобретения - упрощение устройства и уменьшение массы и габа- 60 ритов

Указанная цель достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем уси.питель мощности с силовыми 5

транзисторами и трансформатор тока с базовыми обмотками, соединенными через резисторы с входными цепями силовых транзисторов, и управляющей обмоткой, подключенной крайними выводами к коллекторам управляющих транзисторов, базы которых соединены с выходами блока управления, входами подключенного к выходу узла защиты от перегрузки и к выводам для подключения нагрузки. Которые через фильтр, выпрямитель и выходной трансформатор соединены с выходом усилителя мощности, крайние выводы управляющей обмотки трансформатора тока через введенные диоды соединены с входом узла защиты от перегрузок..

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизированного преобразователя.

Стабилизированный преобразователь содержит подключенный к источнику входного напряжения полумостовой усилитель мощности на силовых транзисторах 1 и 2, управляемых от транс|форматора 3 тока с нагрузочной обмоткой 4, базовыми обмотками 5 и б, соединенными с входными цепями транзисторов .1 и 2 через резисторы 7 и 8, и управляющей обмоткой 9, крайними выводами подключенной к коллекторам управляквдих транзисторов 10 и 11, а также через диоды 12 и 13 соединенной с входсм узла 14 защиты от перегрузки, выход которого соединен с одним из входов блока 15 управления, выходами подключенного к базам управляющих транзисторрв 10 и 11 .зашунтированных диодами 16 и 17, Выход усилителя мощности через выход|ной трансформатор 18, выпрямитель 19 и фильтр 20 соединен с выводами для подключения нагрузки и другими входами блока 15 управления. Отводы управляющей обмотки 9 через диоды 21 тл 22 и резистор 23 соединены с одним из выводов дополнительного источника 24 питания, другой вывод которого соединен с объединенными эмиттерами управляющих транзисторов 10 и 11.

Стабилизированный преобразователь работает следующим образом.

Когда выходные импульсы блока 15 управления открывают управляющие транзисторы 10 и 11, силовые транзисторы 1 и 2 закрыты. При подаче запирающего сигнала на транзистор 11 к . части управляющей обмотки 9 трансформатора 3 тока через резистор 23 и диод 22 прикладывается напряжение, отпиракяцее силовой транзистор .1, Появляется ток в нагрузочной обмотке 4 трансформатора 3 тока и в результате действия положительной обратной евяз создаваемой обмотками 4 и 5, транзистор 1 поддерживается в насыщенном состоянии. Транзистор 2 при этом заперт обратным напряжением на его переходе база - эмиттер от обмотки 6 Йри подаче отпирающего сигнала на транзистор 11 управляющая обмотка 9 оказывается закороченной через пере ход коллектор - эмиттер транзистора 11 и диод 16, что приводит к запиранию силового транзистора 1. При подаче запирающего сигнала н базу транзистора 10 к части управля щей обмотки 9 через резистор 23 и диод 21 прикладывается напряжение, отпирающее силовой транзистор 2. Сн ва появляется ток в нагрузочной обмотке 4 и в результате действия положительной обратной связи, создава емой обмотками- 4 и 6| транзистор 2 поддерживается в насьлценном состоянии. Транзистор 1 при «этсжч заперт обратным напряжением на его переход база - эмиттер от обмотки 5. При по даче отпирающего сигнала на транзис тор 10 управляющая обмотка оказывается закороченной через переход кол лектор - эмиттер транзистора 10 и диод 17, что приводит к запиранию силового транзистора 2, Далее цикл повторяется. Силовые транзисторы 1 и 2 усилителя мощности включаются поочередно один раз в полпериода. Переменное напряжение с выхода усилителя мсяцности поступает на первичную обмотку выходного трансформатора 18. Напряжение вторичной обмотки послед него выпрямляется выпрямителем 19, сглаживается фильтром 20 и поступает на нагрузку, а также на вход бло ка 1Ь управления, который управляет силовыми транзисторами со скважностью, обеспечивающей стабилизацию выходного напряжения преобразовател при изменениях входного напряжения и тока нагрузки. Наличие резисторов 7 и 8 в базовых цепях транзисторов 1 и 2 обеспе чивает симметричное перемагничивание сердечника трансформатора 3 тока независимо от разброса напряжений переходов база - эмиттер этих транзисторов . При этом сопротивление каждого из резисторов 7 и 8 должно быть таким, чтобы падение напряжени на нем было в несколько раз больше. чем на переходе база - эмиттер транзисторов 1 и 2. Поскольку ток в базовых обмотках 5 и 6 трансформатора 3 тока пропорционален току в нагрузочной обмотке 4, напряжение на базовых обмЬтках 5 и 6, а следовательно и на управляющей обмотке 9 в основном определяется падением напряжения на резисторах 7 и 8. Отсюда следует, что напряжение на управляющей обмотке 9 пропорционально току нагрузки и может быть использовано в качестве сигнала перегрузки для воздействия на вход узла защиты. Если возникла перегрузка на выходе стабилизированного преобразователя в момент, когда, например, управляющий транзистор 10 и силовой транзистор 1 открыты, увеличивается ток в нагрузочной обмотке 4 и, как следствие, в базовой обмотке 5 трансформатора 3 тока. В результате увеличение напряжений на всех обмотках трансформатора 3 тока определяется возросшим падением напряжения на резисторе 7. Если при перегрузке сумма напряжений перехода эмиттер- коллектор насыщенного транзистора 10 и управляющей обмотки 9, поступающая на вход узла 14 защиты через диод 12, превыиает установленное значение, узел защиты срабатывает и своим выходом воздействует на блок 15 управления. В результате открывается управляющий транзистор 11, обуславливая запирание силового транзистора 1. В дальнейшем управляющие транзисторы 10 и 11 остаются открытыми, а си- ловые - закрытыми до прекращения режима перегрузки и снятия самоблокировки узла 14 защиты. Таким образом, предлагаемый преобразователь позволяет упростить схему и улучшить массогабаритные показатели стабилизированного преобразователя с защитой от перегрузки, в котором силовые транзисторы усилителя мощности коммутируются от общего трансформатора тока, за счет использования напряжения управляющей обмотки этого трансформатора в качестве сигнала перегрузки для воздействия на узел защиты.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий усилитель мощности с силовыми транзисторами и трансформатор тока с базовыми обмотками, соединенными через резисторы с входными цепями силовых транзисторов, и управлякшей обмоткой, подключенной крайними выводами к коллекторам управляющих транзисторов, базы которых соединены с выходами блока управления, входами подключенного к выходу узла защиты от перегрузки и к выводам для подключения нагрузки, которые через фильтр, выпрямитель и выходной трансформатор соединены с выходом усилителя мощности, отличающийс я тем, что, с целью упрощения схемы и уменьшения массы и габаритов, крайние выводы управлянвдей обмотки трансформатора тока через введенные диоды соединены с входсяи узла защиты от перегрузок.