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

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратурм. Известен однотактный стабилизированный преобразователь напряжения содержащий ключевой транзистор, коллектор-эмиттерный переход которо го через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к входным выводам, база связана с выходом усилителя обратной связи, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а другой вход через диод связан с одной из обмото выходного трансформатора Г1J. Недостатками данного устройства являются наличие гальванической свя зи между входными и выходными -вьшод ми, необходимость дополнительного напряжения для питания элементов обратной связи, низкая надежность устройства, обусловленная отсутстви ем цепей ограничения тока ключевого транзистора. Кроме того, недостатком данного устройства является тем пературная нестабильность выходного напряжения, обусловленная температу ными дрейфами элементов линейной обратной связи. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является однотактный стабилизированный преобразователь напряжения содержащий ключевой транзистор, кол лектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора по ключен к положительной входной шине база через дополнительную обмотку выходного трансформатора, параллельно которой подключен эмиттерколлекторный переход управляющего транзистора подсоединена к отрицательной входной шине, а эмиттер - к первому резистору, база управляющего транзистора подключена через второй резистор к эмиттеру ключевого транзистора, а также источник опорного напряжения и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке выходного транформатора. Цепь обратной связи состоит из схемы сравнения, оптрона, вспомогательного выпрямителя и третьего резистора Г21. К недостаткам известного устройства следует отнести низкую температурную стабильность выходного напряжения, обусловленную тем, что при 02 изменении температуры изменяется как величина порога открывания управляющего транзистора, так и коэффициент передачи оптрона и напряжения вспомогательного выпрямителя, что приводит к изменению напряжения обратной связи, и низкую надежность, обусловленную тем, что при включении преобразователя, когда напряжение на базе управляющего транзистора мало, ток ключевого транзистора нарастает до величины, в несколько раз превышающий ток в установившемся режиме. Целью изобретения является повышение температурной стабильности с одновременным повышением надежности. Поставленная цель достигается тем, что в однотактный стабилизированный преобразователь напряжения, содержаний ключевой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительной входной шине, база через дополнительную обмотку выходного трансформатора, параллельно которой подключены силовые выводы управляющего транзистора, подсоединена к отрицательной входной шине, а его эмиттер соединен с первым выводом первого резистора, база управляющего транзистора подключена через второй резистор к эмиттеру ключевого транзистора, а также источник опорного напряжения и выпрямитель, подключенный входом к вторичной обмотке выходного трансформатора, а выходом- - к выходным шинам, введены компаратор, токовый и переходной трансформаторы и диод, причем источник опорного напряжения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого через вторичную обмотку токового трансформатора подключен к выходу вьтрямителя, выход компаратора подключен к первичной обмотке переходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена через диод между базой и эмиттером управляющего транзистора, первичная обмотка токового трансформатора подключена между отрицательной входной шиной и вторым вьгоодом первого резистора. На чертеже представлена схема однотактного стабилизированного преобразователя напряжения. Стабилизированный преобразователь напряжения состоит из ключевого транзистора 1, выходного трансформатора 2, управляющего транзнстора 3, первого резистора 4, второго резистора 5, источника 6 опорного напряжения, выпрямителя 7,. компаратора 8, токового трансформатора 9, переходного трансформатора 10, диода 11. Ключевой транзистор 1 коллектором через первичную обмотку выходного трансформатора 2 подключен к положительной входной шине, его база через дополнительную обмотку выходного трансформатора 2, параллельно которой подключен эмиттер-коллекторный переход управляющего транзистора 3, подсоединена к отрицательной входной шине, а его эмиттер соединен с первым выводом первого резистора 4. База управляющего транзистора 3 подключена через второй резистор 5 к эмиттеру ключевого транзистора 1. Выпрямитель 7 входом соединен с вторичной обмоткой выходного трансформа тора 2, а выходом подключен к выходным шинам. Компаратор 8 первым входом подключен к источнику 6 опорного напряжения, вторым входом через вторичную обМотку токового трансформатора 9 соединен с выходом выпрямителя 7, а выходом подключен, к первичной обмотке .переходного трансформатора 10, вторичная обмотка которого через диод 11 подсоединена между базой и эмиттером управляющего транзистора 3. Первичная обмотка токового трансформатора 9 включена между отрицательной входной шиной и вторым выводом первого резистора 4. Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом. На вход компаратора 8 подается напряжение от источника 6 опорного напряжения. На втором входе компаратора 8 на интервале импульса суммируются пилообразное напряжение вторичКой обмотки токового трансформатора 9, пропорциональное току ключевого транзистора 1, и выходное напряжение от выпрямителя 7. При равенстве напряжений на входах компаратора 8 появляется импульс напряжения на его выходе. Этот импульс передается через переходной трансформатор 10 и диод 11 на.базу управляющего транзистора 3 и переводит его в состояние насыщения, прекратив тем самым рост тока в ключевом транзисторе 1. Происходит быстрое запирание ключевого транзистора 1. Энергия, запасенная в магнитном поле трансформатора 2, через выпрямитель 7 подается в нагрузку. При прекращении подачи тока через выпрямитель 7 в момент появления свободных колебаний в обмотках выходного трансформатора 2 происходит очередное открывание ключевого транзистора. Таким образом, в зависимости от изменения величины выходного напряжения будет изменяться и длительhocTb нахождения ключевого транзистора 1 в режиме насыщения, т.е. осу ществится стабилизация выходного напряжения. Введение компаратора, токового и переходных трансформаторов и связей между ними позволяет устранить температурную нестабильность выходного напряжения, сохранив такие параметры известного устройства, как гальваническая развязка между входом и выходом, высокий коэффициент стабилизации. Одновременно наличие импульсного управляющего напряжения обратной связи позволяет использовать управляющий транзистор в качестве элемента токовой защиты, что повышает надежность устройства.

ОДНОТАКТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительной входной шине, база через дополнительную обмотку выходного трансформатора, параллельно которой подключены силовые выводы управляющего транзистора подсоединена к отрицательной входной шине, а его эмиттер соединен с первым вьгаодом первого резистора, база управляющего транзистора подключена через второй резистор к эмиттеру ключевого транзистора, а также источник опорного напряжения и выпрямитель, подключенный входом к вторичной обмотке выходного трансформатора, а выходом - к выходным шинам, отличающийся тем, что, с целью повьппения температурной стабильности с одновременным повьшением надежности, в него введены компаратор, токовый и переходной трансформаторы и диод, причем источник опорного напряжения подключен к первому входу компаратора, второй вхрА которого через вторичную обмотку токового трансформатора подключен к выходу вьтрямитеФ ля, выход компаратора подключен к первичной обмотке переходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена через диод между базой и эмиттером управляющего транзистора, первичная обмотка токового трансформатора подключена между отрицательной входной щиной и вторым вьшодом первого резистора. 4: е