Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M3/335 G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям постоянного напряжения в постоянное, и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Известен стабилизированньй преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой транзистор, трансформатор, ко вторичной обмотке кото рого через выпрямитель, фильтр и делитель напряжения обратной связи под ключен вход усилителя рассогласования Г1 Недостатком такого преобразователя является сложность схемы (наличие тактового генератора). Наиболее близким к изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой транзистор, трансфо матор с коллекторной, базовой и вторичной обмотками, выпрямитель, фильт блок обратной связи, выход которого связан с входом порогового элемента, выход которого шунтирует управляющий вход силового транзистора 23. Недостатком данного преобразователя напряжения является пониженный КПД за счет потерь в резисторе, вклю ченном в змиттерную цепь силового транзистора. Цель изобретения - повышение коэф фициента полезного действия преобразователя напряжения. Указанная цель достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем силовой транзистор, трансформатор с коллекторной, базовой и вто- ричной обмотками, вьтрямитель, фильт блок обратной связи, выход которого связан с входом порогового элемента, выход которого шунтирует управляющий вход силового транзистора, параллель но базовой обмотке трансформатора подключена RC -цепочка из последовательно включенных резистора и конден сатора, причем последний шунтирует управляющий вход порогового элемента На чертеже приведена принципиальная схема устройства. Устройство содержит однотактный самовозбуждающийся LC- генератор 1, состояищй из силового транзистора 2, трансформатора 3 с коллекторной 4, вторичной 5 и базовой 6 обмотками и цепи смещения на резисторе 7 базовой цепи из резистора 8, диода 9 и конденсатора 10, выпрямитель 11 на диоде 12 и конденсаторе 13, выходной фильтр 14, блок обратной связи, содержащий усилитель рассогласования 15 на транзисторах 16 и 17 с источником опорнбго напряжения 18 и регулируемым делителем напряжения обратной связи 19, выход которого через блок гальванической развязки 20 связан с входом порогового элемента 21, на транзисторе. Выход вспомогательного выпрямителя 22 на диоде 23 и конденсаторе 24 служит для питания выходной цепи устройства гальванической развязки 20. Базовая обмотка 6 через резистор 25 RC -цепочки 26 связана с входом порогового элемента 21, выход которого подключен к базе силового транзистора 2. Конденсатор 27 RC -цепочки 26 шунтирует вход порогового устройства 21. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом. После включения входного напряжения самовозбуждающийся LC -генератор 1 за счет смещения через резисторы 7 и В начинает генерировать импульсы максимальной длительности, определяемой из конкретных параметров принципиальной схемы LC -генератора 1 и RC-цепочки 26 преобразователя, растет до тех пор, пока не откроется транзистор 16 усилителя рассогласования 15, что вызовет появление тока в выходной цепи блока гальванической развязки 20. Это приведет к увеличению скорости заряда конденсатора 27 RC -цепочки 26, а следовательно, и к уменьшению времени срабатьюания порогового элемента 21. Это вызовет уменьшение времени открытого состояния транзистора 2 Rt -генератора 1 и уменьшение энергии, накапливаемой в сердечнике трансформатора 3 за время импульса, что приведет к уменьшению энергии, передаваемой в нагрузку за время паузы. Изменение выходного тока преобразователя вызовет изменение выходного напряжения, что приводит к соответствующему изменению времени открытого состояния транзистора 2, компенсирующему за счет изменения энергии, накапливающейся в сердечнике трансформатора 3, изменение выходного напряжения, т.е. осуществляется стабилизация выходного напряжения по току нагрузки. При изменении входного напряжения пропорционально изменяется напряжение базовой обмотки 6, следовательно пропорционально изменяется скорость заряда конденсатора 27 и обратно пропорционально времени закрытого состояния порогового элемента 21 и открьргого состояния транзистора 2, что не вызовет изменения энергии, накапливаемой в сердечнике трансформатора 3, а следовательно, и выходного напряжения устройства, т.е. осуществляется стабилизация выходного напряжения при изменении входного.

Поскольку напряжение треугольной формы, необходимое для открывания транзистора порогового элемента 21, в отличие от прототипа, формируется на на резисторе эмиттерной цепи силового транзистора, а с помощью маломощной RC -цепочки 26 на входе порогового элемента 21, КПД рассматриваемого преобразователя становится выше.

При необходимости гальванической развязки входных и выходных цепей с напряжениями, превышающими допустимые напряжения известных оптоэлектронных устройств гальванической развязки, в устройство может быть введена дополнительная обмотка 28 с вы 1рямителем 29 на диоде 30, конденсаторе 31, выход которого связан с входом усилителя рассогласования 15, которого подключен ко входу порогового устройства 21, вход которого через RC -цепочку 26 соединен с базовой обмоткой 6 трансформатора 3.. Устройство с дополнительной обмоткой 28 работает аналогично устройству на фиг. 1, потому что напряжение на выходе дополнительного выпрямителя 29 пропорционально напряжению на выходе устройства за счет общего магнитопровода.

За счет использования RC -цепочки в стабилизированном преобразопателе постоянного напряжения в отличие от прототипа из схемы исключается эмиттерный резистор силового транзистора, что приводит к повышению КПД. Упрощение гальванической развязки устройства путем введения в него дополнительной обмотки с выпрямителем по сравнению с прототипом позволяет существенно увеличить допустимое напряжение между входными и выходными цепями устройства.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой транзистор, трансформатор с коллекторной, базовой и вторичной обмотками, выпрямитель, фильтр, блок обратной связи, выход которого связан с входом порогового элемента, выход которого шунтирует управляющий вход силового транзистора, о т л ичающийся тем, что, с целью повьшения КПД, параллельно базовой обмотке трансформатора подключена RC-цепочка из последовательно включенных резистора и конденсатора, причем последний шунтирует управляющий вход порогового элемента. (Л с выход CD 01 со ю 00