Импульсный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным импульсным вторичным источникам питания. Известен импултьсный стабилизированный преобразователь напряжения, в котором стабилизация напряжения на выходе осуществляется методом широтно-импульсного регулирования lj Недостатком стабилизированного преобразователя широтно-импульсным регулированием является необходимость использования на выходе выпрямителя накопительного дросселя с большой величиной индуктивности для обеспечения непрерывности тока. В противном случае работа преобразователя может быть неустойчивой, возникают условия для самовозбуждения. Однако большая величина индуктивноети накопительного дросселя делает ВИЛ инерционным, что не позволяет получить высокое подавление пульсаций входной сети и малые пульсации выходного напряжения. Наиболее близким к изобретению техническим решением является импуль ный стабилизированньй преобразователь постоянного напряжения, содерж хоцвй силовой инвертор, первый входной вьюод которого соединён с первым входным выводом преобразователя через переход эмиттер - коллектор регу лируняцего силового транзистора, а второй входной вывод - с BTopi i входным выводом устройства непосредственно, выходы силового инвертора подключены через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр к выходным выводам преобразователя, ко торые соединены с измерительным о блоком, выходы которого через сигнал ный инвертор подключены к входш4 сиг нального выпрямителя, первьй выходной вывод КОТОРОГО соединен г базой оегулиоунщего силового транзистора 2 . Недостатком известного преобразователя являются больяюе пульсаоди .выходного напряжения, что обусловлено невозможностью обеспечения эффективного подавления пульсаций входной сети при сохранении устойчивости в пшроком диапазоне изменения тока нагрузки. Это объясняется тем, что нагруз)са, которая подключается к выходным |зыводам 1феобразователя, шунтирует выходной фильтр и тем самым оказывает влияние на фазовую характеристику фильтра. При изменении величины сопротивления нагрузки изменяется фазовый сдвиг, вносимый выходным фильтром, поскольку выходной фильтр охвачен кольцом обратной связи, для достижения устойчивости преобразователя необходимо учитывать дополнительную величину фазового сдвига выходного фильтра, возникающую при уменьшении или сбросе нагрузки. Устойчивость преобразователя достигается за счет коррекции амплитудночастотной характеристики петлевого усиления в сторону его уменьшения. Однако при этом стабилизированный преобразователь обладает высокими точностными характеристиками, но низким подавлением пульсаций уже на частоте 300 Гц и выше. Целью изобретения является уменьшение пульсаций выходного напряжения стабилизированного преобразователя путем подавления пульсаций входной сети. Цель достигается тем, что импульсный стабштазированньй преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой инвертор, первьй входной вьгаод которого соединен с первым. входньв4 выводом преобразователя через переход эмиттер-коллектор регулирующего силового транзистора, а второй входной вывод - с вторым входным выводом преобразователя непосредственно, выходы силового инвертора подключены через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр к выходным выводам преобразователя, которые соединены с измерйтельншс блоком, выходы которого через сигнальный инвертор подключены к входам сигнального вьшрямителя, nepBi выходной вьшод которого соединен с базой регулирукщего силового транзистора, снабжен корректируншшм транзистором того же типа проводимости, что и указанньй регулирз кядий силовой транзистор, токозаданщим резистором и конденсатором связи, причем эмиттер корректирующего транзистора подключен к. второму выходному вьшоду сигнального выпрямителя, коллектор соединен с эмиттером регулирующего силового транзистора, а база корректирзгющёгр транзистора через конденсатор связи соединена с вторым входным выводом, а через токозадающий резистор - с эмиттером регулирующего силового транзистора. На чертеже показана блок-схема импульсного стабилизированного преобразователя напряжения. Импульсный стабилизированньй преоб разователь напряжения содержит силовой инвертор 1, первый входной вьтод которого соединен с первым входным вьшодом 2 преобразователя через переход эмиттер .- коллектор регулирующего силового транзистора 3, а второй входной вывод - с вторым входным выводом 4 преобразователя непосредст венно Выходы силового инвертора под ключены через последовательно соединенные выпрямитель 5 и фильтр 6 к выходным вьгоодам.7 и 8 преобразовате ля, которые соединены с измерительны блоком 9, выходы которого через сигнальный инвертор 10 подключены к вхо дам сигнального выпрямителя 11, первый выходной вывод которого соединен с базой регулирующего силового транзистора 3, а второй выходной вьшод с эмиттером корректирующего транзистора 12, коллектор которого соединен с эмиттером регулирующего силового транзистора 3, а база корректирующего транзистора 12 через .конденсатор 13 связи соединена с вторым вход ным выводом .4 преобразователя а через токозаданидий резистор 14 - с эмиттером регулирующего силового т|)анзистора 3. Импульсный стабилизированньлй преобразрватель постоянного напряжения работает следующим образом. Постоянное напряжение питакщей сети с входных выводов 2 и 4 поступает на вход силового инвертора 1 через регулирующий силовой транзистор 3, Силовой инвертор 1 преобразует постоянное напряжение, приложенное между выходом регулируннцегр сило вого транзистора 3 и вторым входным вьшодом 4 в импульсное и обеспечивает гальваническую развязку выходной сети от входной. Импульсное напряжение на выходе выпрямителя 5 преобразуется в напряжение постоянного тока, которое далее поступает через фильтр 6 на выходные выводы 7 и 8 преобразователя и одновременно на вход измерительного блока 9. Измерительный блок 9 вырабатывает напряжение, величина которого пропорциональна отклонению выходного напряжения от номинального значения. Для обеспечения гальванической развязки , по цепи обратной связи постоянное напряжение на выходе измерительного блока 9 преобразуется с помощью сигнального инвертора 10 в импульсное напряжение, которое затем вновь превращается в напряжение постоянного тока на выходе сигнального выпрямителя 11. Выходное напряжение сигнального выпрямителя .11 приложено к переходу база - эмиттер регулирующего силового транзистора 3 через корректирующий транзистор 12. Базовый ток регулирукяцего силового транзистоФа 3 протекает по двум замкнутым контурам. Первый контур замыкается цепью, образованной последовательным соединением токозЬдакицего резистора 14 и переход база - эмиттер корректирующего транзистора 12. .Второй контур замыкается переходом коллектор-эмиттер корректирующего транзистора 12. Следует отметить. Что ток во втором контуре в В раз (В - коэффициент усиления корректирующего транзистора 12) больше тока в первом контуре. Корректирующий транзистор 12 выполняет роль токозадакяцей динамической нагрузки в цепи база-эмиттер регулирующего силового транзистора 3. Конденса-. тор 13 связи обеспечивает низкоомную связь по переменному току между вторым входным выводом инвертора 1 и вторым выводом выпрямителя 11 через переход база-эмиттер корректирующего транзистора 12. При этом инвертор 1 представляет собой цепь отрицательной обратной связи по переменному току для регулирующего силового транзистора 3. В результате существенно уменьшается разовый сдвиг в цепи регулирующего силового транзистора 3. Поэтому появляется возможность резко увеличить усиление по цепи обратной связи при сохранении устойчивости преобразователя. Таким образом, обеспечивается увеличение подавлений импульсаций входной сети и, соответственно, уменьшение пульсаций выходного напряжения. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в существенном уменьшении пульсаций выходного напряжения преобразователя при сохранении высокого КПД и малых

S1081636 6

габаритных размерах. Для достижения зации и дополнительные фильтры), гатого же эффекта в известном устройст-бариты устройства увеличиваются приjB€ если использованы известные сред-мерно в 1,5 раза, аКПД снижается

ства (дополнительный каскад стабили-примерно на 25%.

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИШЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой инвертор, первый входной вывод которого соединен с первьм входным выводом преобразователя через переход эмиттер - коллектор регулирующего силового транзистора, а второй входной вывод - с вторым входным выводом преобразователя непосредственно, выходы силового инвертора подключены . через последовательно соединенные В15трямите1(ь и фильтр к выходным выводам преобразователя, которые соединены с измерительным блоком, выходы которого через сигнальный инвертор подключены к входам сигнального ; выпрямителя первый выходной вывод которого соединен с базой регулирующего силового транзистора, о т л и чающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выз одного напряжения стабилизированного преобразователя напряжения путем подавления пульсаций входной сети, он снабжен корректирунщим транзист,ором того же типа проводимости, что и указанный регулирующий силовой транзистор, токозадакщим резистором и конденсаi тором связи, причем эмиттер корректирующего транзистора подключен к (Л второму выходному выводу сигнального выпрямителя, коллектор соединен с эмиттером регулирующего силового транзистора, а база корректируиицего транзистора через конденсатор связи соединена с вторым входню выврпом преобразователя а через токозадающий резистор - с эмиттером регулирующего силовогЪ транзистора. 00 О5 со