Однотактный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 H02M7/537 

СЛ

О5

со

конденсаторе 31 и на выходе истокового повторителя 26, что ведет к уменьшению (увеличению) времени от.крытого состояния силового транзистора 3 и уменьшению (увеличению)

энергии, накапливаемой в трансформаторе, и соответственно, к уменьшению (увеличению) напряжейий на выходе, за счет чего осуществляется стабилизация выходного напряжения. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания электронной аппаратуры. Цель - повьшение надежности путем повьшения стабильности выходных параметров. Устр-во содержит силовой транзистор 3, через первичную обмотку выходного трансформатора подключенный к входным выводам, узел 4 пуска и базовая обмотка 5, подсоединенные к входу транзистора 3, соединенного также с цепью, состоящей из конденсатора 18 и запирающего транзистора 19, управление которым осуществляется от цепей управления, содержащих конденсаторы, Jдиоды и резисторы. При увеличении (уменьшении) напряжений на выходе с $ :устройства увеличивается (уменьшается) напряжение на измерительном (Л

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во ргоричных источниках питания электронной аппаратуры,,

Цель изобретения - повьшен:ие надежности путем повьппения температурной стабильности выходных параметров

На фиг. 1 приведена принцилиальн.ая электрическая схема предлагаемого однотактного стабилизированного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Однотактный стабилизированный преобразователь постоянного н:апряжения содержит трансформатор , первичная обмотка 2 которого по,дключена к входным выводам через силовой транзистор 3 к управляющему переходу которого подключены пусковой узел на резисторе А и базовая обмотка 5 через базовые диод б и резистор 7, выходные обмотки 8 через нгьтрямителъные диоды 9 подключены к сглаживающим конденсаторам 10 и нагрузке 11, управляющая обмотка 12 подкл:ючена через вспомогательньм выпрямитель 13 к последовательной цепочке,, состоящей из первого резистора 14,,- времязадающего конденсатора 15 и второго резистора 16, и через первый диод 17 к накопительному конденсатору 18, соединенному через запирающий транзистор 19 с входом силового транзистора 3, измерительная обмотка 20 подключена через последовательную диодно-резистинную цепочку на втором диоде 21 и резисторе 22 к входу запирающего транзистора 19, к которому подключен также выход компаратора 23-, выполненного по схеме аналога однопереходного транзистора, первый вход которого соединен с времязадающим конденсатором, а второй вход через диоды 24 и 25 соединен с выходом согласующего блока, вьтолненного по схеме истокового повторителя 26, подключенного к выходу вспомогательного выпрямителя 13,. и с первым 27 . источником опорного напряжения, подКочюченног к выходу вспомогательного выпрямителя 13 через токоограничивающий резистор 28. Времязадающий конденсатор 15 зашунтирован первым уп- равляющим транзистором 29. К измерительной обмотке 20 через дополнительный диод 30 подключен измерительнь1й конденсатор 31, зашунтированный через резистор 32, вторым управляющим

транзистором 33. -Базы первого 29 и второго 33 управляющих транзисторов подключены соответственно через ре- зисторы 34 и 35 к измерительной обмотке 20, вход истокового повторитег ля 26 соединен с измерительным конденсатором 31, второй источник 36 опорного напряжения подключен к точке соединения управляющей 12 и измерительной 20 обмоток и точке соеди5 нения резистора 14 и времязадающего конденсатора 15.

Устройство работает следующим образом.

Открытие силового транзистора 3 током через пусковой резистор 4 в момент времени t(фиг.2а) приводит к появлению тока через первичную обмотку 2 силового трансформатора 1 и напряжений на обмотках 5, 8, 12

и 20. 5

Запирающий транзистор 19 закрыт и ток, протекающий через базовую обмотку 5, удерживает силовой тран.зистор 3 в открытом состоянии. Нагрузка 11. 1 1 . ti отключена от трансформатора 1 выпрямительными диодами 9.1-9.т, в силовом трансформаторе 1 происходит 1 акопление электро. магнитной энергии, и ток через си ловой транзистор 3 и первичную обмо ку 2 линейно возрастает. Накопительный конденсатор 18 заряжается по цепи: управляющая обмот ка 1 2 - диод 17 - накопительный кон денсатор 18. Транзисторы 29 и 33 за рыты, так как к их управляющим пере ходам приложено напряжения запирающей полярности. Напряжение на измерительном конденсаторе 31 пропорционально напряжениям на выходных каналах в предыдущем периоде и остается неизменным на данном интервале времени, так ка измерительный конденсатор 31 подклю чен к высокоомному входу истокового повторителя 26, Напряжение на источ нике 27 опорного напряжения в номинальном режиме меньше, чем,напряжение на выходе истокового повторителя 26. Времязадающий конденсатор 15 заряжается по цепи: обмотка 2 - диод 13 - резистор 14 - конденсатор 15 резистор 16. Напряжение на резисторе 16 равно разности опорного напря жения на источнике 36 и напряжения на времязадающем конденсаторе 15, В момент времени t, напряжение на резисторе 16 спадает до уровня напряжения на выходе истокового пов торителя 26 и происходит срабатывание компаратора 23, что ведет к появ лению тока через управляющий переход запирающего транзистора 19, последний открывается и напряжение на накопительном конденсаторе 18 прикладывается к управляющему переходу силового транзистора, который формированно закрывается. Напряжение на обмотках силового трансформатора 1 меняет свой знак и запирающий транзистор 19 удерживается в открытом состоянии напряжением обмотки 20, приложенным к управляющему переходу через диод 21 и резистор 22. Транзистор 29 открывается и времязадающий конденсатор 15 разряжается до нуля. С момента времени t( энергия, на.копленная в силовомтрансформаторе 1, передается в конденсаторы 10 и 31 и в нагрузку 11. Одновременно открывается транзистор 33, шунтирующий через резистор 32 измерительный конденсатор 31. Напряжения на сглаживающих конденсаторах 10 и измеритель ном конденсаторе 31 пропорциональнь коэффициентам трансформации между обмотками 8 и 20 (за вычетом падений напряжений на диодах 9 и 301. Если ио какой-либо причине напряжение на одном из конденсаторов 10 окажется меньше, чем приведенное к нему напряжение на других сглаживающих конденсаторах 10, то напряжения на обмотках трансформатора 1 на этапе передачи энергии определяются конденсатором 10 с меньшим приведенным напря-жением, так как напряжения на других обмотках 8 окажутся меньше, чем напряжедия на соответствующих конденсаторах 10, к которым они подключены. В конденсатор 10 с большим значением приведенного напряжения энергия от трансформатора I не поступает до тех пор, пока его приведенное напряжение не сравняется с приведенными напряжениями других каналов. При изменении в широком диапазоне нагрузки любого из выходных каналов преобразователя в широком диапазоне изменяется и постоянная времени цепи ю, - HI нагрузки этого канала - (,; С где - емкость сглаживающего конденсатора i-ro канала, Кн сопротивление нагрузки i -го канала. Для повьшения точности стабилизации выходных напряжений каналов преобразователя необходимо, чтобы напряжение на измерительном конденсаторе 31 на этапе передачи энергии от трансформатора I в нагрузку повторяло форму напряжения на конденсаторах О выходных: каналов, для чего необходимо, чтобы постоянная времени С, С, о была меньше постоянной времени цепи нагрузки любого из каналов. Кроме того, погрузка измерителького конденсатора 31 резистором 32 на время передачи энергии от трансформатора в нагрузку устраняет его за счет коммутационных всплесков напряжений на обмотках трансформатора I, а следовательно, устраняет вносимую при этом ошибку в точность поддержания выходных напряжений. К моменту времени ( 2 энергия, наопленная в трансформаторе I, полостью переходит в нагрузку. В моент времени i напряжение ка обмотах трансформатора становится равным улю, и транзисторы 19, 29 и 33 закываются. Силовой транзистор 3 отрывается под действием тока, протекающего через пусковой резистор 4, и процессы в устройстве повторяются. Открытие силового транзистора 3 в предлагаемом устройстве происходит при отсутствии гока в сшювой депи, поэтому через пусковой резистор 4 протекает небольшой ток, смещающий управляющий переход силового транзистора 3 в прямом направлении. При увеличении (уменьшении) напря жений на выходных каналах увеличивается (уменьшается) напряжение на измерительном конденсаторе 31 и на выходе истокового повторителя 26, что ведет к уменьшению (увеличению) времени, открытого состояния силового транзистора 3 и уменьшению (увеличе нию) энергии, накапливаемой в трансформаторе, и , соответственно, к уменьшению (увеличению) напряжений на выходных каналах. Таким образом, осуществляется стабилизация выходных напряжений однотактового цреобразователя постоянного напряжения, Предлагаемьш однотактный стабили зированный преобразователь постоянного напряжения по сравнению с известным имеет большую температурную стабильность, так как не содержит ; оптрона, используемого в линейном релсиме, имеет большую надёжность, так как ограничивается максимальный ток в силовой цепи в релдамах запуска устройства и в большем диапазоне перегрузки. Предлагаемое устройство по сравнению с известным проще, так как не содержит усг- глктгля обратной связи. Формула изобретени Однотактный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий трансформатор, пе вичная обмотка которого подключена к входным вывода через силовой тр-а

зистор, к входу которого подключены пусковой узел и цепь базовой обмотки, управляющая обмотка подключена через вспомогательньы выпрямитель к последовательной цепочке, состоящей из первого резистора, времязадающего конденсатора и второго резистора, и через первый диод - к одному из выводов накопительного коденсатора, другим вьгаодом соединенного через запирающий транзистор с входом силового транзистора, изме-ритёльная обмотка связа.нная первьм

источника опорного напряжения, соединенному через токоограничивающий резистор с выходом вспомогательного выпрямителя, при этом точка соединения первого резистора и времязадающего конденсатора, соединенная с одним из э.лектродов первого управляющего транзистора, подключена также через второй ист.эчник опорного напряжения к точке соединения управляющей и измерительной обмоток, присоединенной к первоьгу выводз/ измерительного конденсатора. 91u вьтодом через цеггь второго диода с входом запирающего транзистора, к которому подключен также выход компаратора, один из входов которого соединен с времязадающим конденсатором, цепь которого зашунтирована первым управляющим 1ранзистором, база которого через соответствующий резистор подсоединена к первому выводу измерительной обмотки, второй управляющий транзистор, согласующий блок, один из выводов которого соединен с выходом вспомогательного выпрямителя, а выходной вывод - с измерительнь1М конденсатором, первый вьгоод которого соединен с первым выводом первого из .двух источников опорного напряжения, резисторы, о тличающийс я тем, что5 с целью повышения надежности путем повышения температурной стабильности выходных параметров, входной вывод согласующего блока, вьтолненного -на истоковом повторителе, подключен к второму вьтоду измерительного конденсатора, подключенному через первый дополнительный диод к первому выводу измерительной обмотки, соединенному также через базовый резистор с базой второго управляющего транзистора,, при этом в цепь второго диода введен резистор, а силовая цепь второго управляющего транзистора через токозадающий резистор подсоединена параллельно измерительному конденсатору, первый вывод которого, соединенньй с выходным вьшодом согласующего блока, соединен с вторым выводом накопительного конденсатора и через резистор истокового повторителя - с анодом одного из двух введенных диодов, катоды которых подключены к втором / входу компаратора, а анод второго из введенных диодов присоединен к второму вьтаоду первого