Стабилизирующий преобразователь напряжения постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, может быть использовано в источниках питания различно радиоэлектронной аппаратуры

Цель изобретения - расширение .функциональных возможностей стабилизатора путем повьшения допустимого напряжения питания.

На фиг.1 приведена схема стабили- эирующего преобразователя напряжения постоянного тока; на фиг.2 - диаграм напряжений.

Устройство состоит из полумостового усилителя I мощности на двух тран зисторах 2 и 3 с емкостным делителем напряжения на конденсаторах 4 и 5, выходного трансформатора 6, имеющег первичную 7, выходную 8 и две дополнительные 9 и 10. обмотки,выпрямите-

ля 11, сглаживающего фильтра 12, делителя 13 выходного напряжения, усилителя 14 обратной связи, представ- ляющего собой дифференциальную схему сравнения на транзисторах 15 и 16 с источником опорного напряжения на стабилитроне 17, задающего генератора 18 на транзисторах 19 и 20 с переключающим трансформатором 21, имеющим первичную обмотку 22 со средней точкой, обмотку 23 обратной связи и две управляющие обмотки 24 и 25, и с делителем входного напряжения на резисторах 26 и 27, управляющего транзистора 28 и резисторов 29 и 30, Устройство работает следующим образом.

Напряжение постоянного тока , подаваемое на управляющий транзистор 28 (фиг.1), который регулирует его величину в пределах 20-30% от номинального значения, поступает на делитель входного напряжения задающего генератора 18, выполненный на резисторах 26 и 27, и одновременно на вход задаюп1его генератора 18 между точкой соединения эмиттеров транзисторов 19 и 20 и средней точкой пер вичной обмотки 22 переключающего трансформатора 21. С резистора 26 напряжение постоянного тока поступает на базы транзисторов 19 и 20 через обмотку 23 трансформатора 21 . В дальнейшем транзисторы 19 и 20, управляемые обмоткой 23 обратной связи, открываются поочередно, пропуская ток каждый через свою половину первичной обмот ки 22, соединенную

5 0

5

5

ОДНИМ выводом с его коллектором, а другим со среднеГг точкой. При этом во вгех обмотках 22-25 трансформатора 21 возникает напряжение, имеющее вид на фиг.2а.

Одновременно с подачей напряжения постоянного тока Uf,,т i на задающий генератор 18 (фиг.1) напряже- nuTii подает0

0

ние постоянного тока ся на вход усилителя 1 мощности, на управляющие входы которого с обмоток 24 и 25 переключающего трансформатора 21 через резисторы 29 и 30 поступает напряжение задающего генератора 18. Происходит отк1 ывание одного из транзисторов 2 или 3 усилителя 1 мощности, на базу которого подан положительный потенциал. Через открытый TpaH3licTop 2 или 3 усилителя 1 мощности протекает ток, обусловленный напряжением f jj Если открыт транзистор 2, то ток протекает по цепи: клемма ,fjr коллектор-эмиттер трднзистора 2 - обмотка 7 трансформатора 6, конденсатор 5 - клемма - Unyrii. Если открыт транзистор 3, то ток протекает по цепи: клемма + конденсатор 4- обмотка 7 трансформатора 6 - коллектор-эмиттер транзистора 3 - клемма - UnwTii В дальнейшем транзисторы 2 и 3 усилителя 1 мощности, управляемые управляющими обмотками 24 и 25 переключающего трансформатора 21, открываются поочередно, пропуская ток через первичную обмотку 7 выходного трансформатора 6 в противоположных друг другу направлениях.

При этом во всех обмотках 7-10, выходного трансформатора 6 возникает напряжение, имеющее вид на фиг.26.

Если открыт транзистор 2 усилителя 1 мощности (фиг.1), то напряжение обмотки 9 выходного трансформатора 6 приложено к базе этого транзистора встречно напряжению обмотки 24 переключающего трансформатора 21 . При этом ток, протекающий по цепи: обмотка 24 переключающего трансформатора 21 - резистор 29 - переход база-эмиттер транзистора 2 усилителя 1 мощности - дополнительная обмотка 9 выходного трансформатора 21, определяется разностью напряжений уп- равляющей обмотки 24 переключающего трансформатора 21 и дополнительной обмотки 9 выходного трансформатора 6 и сопротивлением указанной цепи, т.е

Б2

y LZ Js

u,pnu

Если открыт транзистор 3 усилитег ля 1 мощности, то ток его базы будет равен

-г U25 - и,о

-КЗ р

и,епк

Появившееся напряжение в выходной обмотке 8 выходного трансформатора 6 поступает на выпрямитель II, с выхода которого выпрямленное выходное напряжение поступает на сглаживающий фильтр 12, делитель 13 выходного напряжения и далее на нагрузку (не показаны) . Часть выходного напряжения, снимаемая с делителя 13 выходного на- пря жения, поступает на вход усилителя 14 обратной связи, где сравнивается с опорным напряжением стабилитро- :на 17, и задает режим работы транзисторов 15 и 16 дифференциальной схемы сравнения. Ток коллектора транзистора 16 определяет величину тока базы управляющего транзистора 28, а следовательно, и напряжение между его коллектором и эмиттером , что в свою очередь определяет величину напряжения на входе задающего генератора 18 U(jx,(u т.е.

fct «а - пнт1 кэш ., При увеличении выходного напряжения , вследствие увеличения на- I пряжения и,,|,„или уменьшения, тока нагрузки, а следовательно, и увеличения напряжения на всех обмотках 7-10 выходного трансформатора 6 возрастает напряжение на входе цепи обратной связи, что приводит к увеличению тока базы транзистора 16. В результате- происходит увеличение тока коллектора транзистора 16 и уменьшение тока коллектора транзистора 15. При этом уменьп1ается ток базы, управляющего транзистора 28 и увеличивается .напряжение между его коллектором и эмиттером j , что приводит к уменьшению напряжения Ujj,j,Ha входе задающего генератора 18, а следовательно, к уменьшению напряжения на всех обмотках переключающего трансформатора 21, в том числе И на управляющих обмотках 2А и 25.

В результате одновременного умень- шения напряжения управляюш11х обмоток 24 и 25 переключающего трансформатора 21 и увеличения напряжения дополнительных обмоток 9 и 10 выходного трансформатора 6 происходит

10

)5

20

25

0

5

0

5

0

5

уменьшение разности напряжении попарно вс 1 речно соединенных этих обмоток (и, - Ug) и (Ujj- и ), что уменьшает токи баз транзисторов 2 и 3 усилителя 1 мощности (Igj - -вз увеличивает напряжение между коллектором и эмиттером этих транзисторов Uj,jjH UKJJ в открытом состоянии и уменьшает напряжение на первичной обмотке 7 выходного трансформатора 6, а следовательно, и на всех остальных обмотках этого трансформатора.

Уменьшение напряжения на выходной обмотке 8 выходного трансформатора 6 приводит к восстановлению величины выходного напряжения U, до прежнего установленного значения. В случае уменьшения выходного напряжения процесс регулирования происходит аналогично, но при этом токи баз транзисторов 2 и 3 (Ija и ъз увеличиваются , а. напряжение между коллектором и эмиттером этих транзисторов в открытом состоянии уменьшается и U),.j , увеличивая тем самым напряжение на первичной обмотке 7 и на остальных обмотках выходного трансформатора 6.

Так осуществляется стабилизация

выходного напряжения.

Таким образом, выполнение усилителя мощности по полумостовой схеме, а также введение двух дополнительных обмоток 9 и 10 Б выходной трансформатор 6 и встречно-последовательное их соединение с управляющими обмот-, ками 24 и 25 переключающего трансформатора 21 обеспечивают возможность применения в стабилизиру ощем преобразователе напряжения полумос- тового усилителя I мошности и тем самым позволяют повысить допустимое значение напряжения питания ,. до 300 В постоянного тока и более.

Стабилизируюш 1Й преобразователь напряжения использован в качестве вторичного источника питания в технологическом оборудовании для производства интегральных схем и другом специальном технологическом оборудовании. Его применение позволяет исключить из схемы вторичного источника питания понижающий трансформатор на напряжение первичной обмотки 220 В частотой 50 Гц, а также снизить вес и габариты вторичного источника питания, сэкономить материалы и трудовые затраты.

Форм у л а изобретения

Стабилизирующий преобразователь напряжения постоянного тока, содержащий усилитель мощности на двух транзисторах, вход которого подключен к входным выводам, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом усилителя мощности, выпрямитель, вход которого подключен к вторичной обмотке выходного трансформатора, а выход через сглаживающий фильтр соединен с выходными выводами, управляющий транзистор, управляющий вход которого через усилатель обратной связи, соединен с выходом делителя выходного напряжения, задающий генератор с переключающим, трапсбзорматором,имеющим две управляющие обмотки, о т л и и

512536

чающий ся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем повыщения допустимого напряжения питания, усилитель мощнос5 ти выполнен по полумостовой схеме, выходной трансформатор снабжен двумя дополнительными обмотками, каждая из которых одним выводом подключена к эмиттеру одного из транзисторов

10 усилителя мощности, а другим выводом через соответствующую встречно включенную управляющую обмотку переключающего трансформатора задающего генератора и резистор соединена с базой

15 того же транзистора усилителя

мощности, при этом переход эмиттер-коллектор управляющего транзистора включен последовательно в цепь питания задающего тран20 зистора.

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания постоянного тока. Целью изобретения является повышение функциональных возможностей путем повышения допустимого напряжения питания. Цель достигается тем, что в устройстве усилитель 1 мощности выполнен по полумостовой схеме, а выходной трансформатор 6 снабжен двумя обмотками 9 и 10. При увеличении выходного напряжения воз растаР Т напряжение на входе усилителя 14 обратной связи. В результате напряжение ня входе задающего генератора 18 уменьшается. Это ведет к уменьшению напряжения на всех обмотках переключающего трансформатора 21. Напряжения на обмотках 9 и 10 усилителя 6 возрастает, а разность напряжений попарно встречно соединенных обмоток 24 и 9 и 25 и 10 уменьшается. Напряжение на транзисторах 2 и 3 растет, а на первичной обмотке 7 трансформатора 6 падает. Это приводит к уменьшению напряжения на обмотке 8 и восстановлению выходного напряже- .i. ния, 2 ил. с «5 СЛ - о

Фиг.

Составитель Е.Финогенов Редактор М.Дылын Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 4422/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г,Ужгород,ул.Проектная,4