Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/337 H02M7/538 

Изобретение относится к электро- .технике, и может применяться в устройствах электропитания автоматики, вычислительной техники и средств связи,

Цель изобретения - повьшение КПД и надежности стабилизирутощего преобразователя.

На фиг, I изображена схема стабилизирующего преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений с индексами, соответствующими элемен- там схемы.

Устройство содержит автогенератор I с насыщающимися выходным трансформатором 2 со средней точкой, под- .ключенной.к одной из входны Х шин, переключающими транзисторами 3 и 4, эмиттеры которых объединены и через дроссель 5 подключены к другой входной шине, цепь 6 импульсного запуска соединенная с входом автогенератора .1, запирающий ключ 7, выход которого соединен с источником 8 запирающего напряжения и общей точкой двух встречно-последовательно включенных диодов 9 и 10, при этом диод 9 соединен -с базой переключающего транзистора 3, а диод 10 - с базой транзис- тора 4. Вход запирающего ключа 7 соединен с выходом широтно-импульсного модулятора I1, вход которого через усилитель 12 сигнала .ошибки подключен к выходу вьтрямителя с фильтром 13, вход которого соединен с выходом регулируюмого усилителя 14 мощности на силовых транзисторах 15 и 16.

Обмотка 17 трансформатора 2 автогенератора 1 служит для подачи напряжения синхронизации на. широтно-им- пульсный модулятор 11. Питающее и опорное напряжение на усилитель 12 сигнала- ошибки подается от автогенератора 1. В состав шйротно-импульсно го модулятора 11 может входить узел гальванической развязки, что позволяет произвольно заземлять выходные выводы преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

После подключения источника питания к входным зажимам устройства цеп 6 импульсного запуска подает стартовый импульс на автогенератор 1, последний запускается и начинает генерировать прямоугольные импульсы напряжения, (напряжение и на фиг. 2),

0

5

0

5

0

5

которые поступают на вход регулируемого усилителя 14 мощности. Одновре-. менно происходит срыв колебаний цепи 6 импульсного запуска. Модуляция по длительности прямоугольных импульсов напряжения, поступающих с автогенератора 1 на базы транзисторов 15 и 16, усилителя 14 мощности (напряжение и., на фиг. 2), осуществляется запирающим ключом 7 (напряжение U, на фиг. 2) по сигналу широтно-импульсного модулятора I1, которьш получается в результате сравнения пилообразного напряжения с входным напряжением усилителя 12 сигнала ошибки (напряжение Uj и Ujj на фиг. 2). Изменение напряжения обратной связи приводит к изменению длительности открытого состояния запирающего ключа 7, а следовательно, и состояния транзисторов 15 и 16 усилителя 14 мощности.

Два раза полупериод, как видно из фиг. 2, базы переключающих транзисторов 3, 4 и дроссель 5 шунтируются последовательно соединенными диодом 9 (Ю) и открытым силовым переходом запирающего ключа 7. Пока сердечник трансформатора 2 ненасьш1ен в начале рабочего полупериода (момент времени tj,-t на фиг. 2) коллекторный ток открытого в данный полупериод транзистора, например 3,невелик и элементы 9,7 не оказывают влияние на работу автогенератора I, поскольку

4Ug+/3U.,7dU,+Uj,

где dUg - падение напряжения на диоде 9;

йИ - падение напряжения на запирающем ключе 7;

uUj - падение напряжения на эмит- терном переходе открытого переключающего транзистора 3.

Величина дросселя 5 .выбирается таким образом, чтобы при запирании ключа 7 (момент на фиг. 2), когда открывается один из транзисторов регулируемого усилителя 14 мощности и увеличивается ток через силовой переход переключающего транзистора 3, напряжение на дросселе 5 удовлетворяло условию

Uj7Uj+dU3,

где и - напряжение базовой обмотки трансформатора 2.

313

На интервале t,.-t , когда открыт запирающий ключ 7, сердечник трансформатора 2 начинает насыщаться (момент ), резко растет ток через транзистор 3 и дроссель 5. Как только напряжение на дросселе 5 достигает величины, при которой открывается диод 9, осуществляя форсированное запирание переключающего транзистора 3. Послэ; этого напряжения на обмотках трансформатора 2 меняются на противоположные по знаку и открывается переключающий транзистор 4, после чего описанные процессы повторяются .

Таким образом, введение пары диодов управляемых запирающим ключом снижает пиковые токовые перегрузки переключающих транзисторов автогенераторов в конце полупериода рабочей части. При этом снижается как мгновенная, так и средняя мощность, рассеиваемая в транзисторах автогенератора, что приводит к повышению КПД и надежности преобразователя. Эффек- тивность снижения тока намагничива- ния трансформатора 2 не зависит от колебаний напряжения источника питания и температуры окружающей среды.

6 4

Формула изобрет е н и я

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения, содержащий автогенератор с насьпцающимся выходным трансформатором со средней точкой первичной обмотки, подключенной к одной из входных шин, с переключающими транзисторами, эмиттеры которых объединены между собой, дроссель, включенньй между общей точкой эмиттеров и другрй входной шиной, запирающий ключ, выход которого соединен с источником запирающего напряжения, а вход с выходом широтно-импульсно- го модулятора, вход которого через усилитель сигнала ошибки подключен к выходным выводам, подключенным через фильтр и вьтрямитель к выходу регулируемого усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, введены два встречно-последовательно соединенных диода, общая точка кото- рых подключена к выходу запирающего ключа, а каждый диод соединен с базой переключающего транзистора автогенератора.

- b-h-UU

io ti 4 tjt

Составитель Н. Цишевская Редактор Н, Слободяник Техред Л.Сердюкова Корректор О, Кравцова

Заказ 5807/51Тираж 659Подписное

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

Ljp-Lt - -f

фиг.г

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в качестве вторичных источников питания. Цель изобретения - повышение КПД и надежности преобразователя. Преобразователь содержит автогенератор 1, трансформатор 2, переключающие транзисторы 3,4, дроссель 5, запирающий ключ 7, источник запирающего напряжения 8, широтно-импульсный модулятор 11, усилитель сигнала ошибки 12, усилитель мощности 14. Введение диодов 9 и 10, управляемых запирающим ключом, снижает пиковые токовые перегрузки переключающих транзисторов 3, 4 в конце полупернода рабочей части. При этом снижается как мгновенная, так и средняя мощность, рассеиваемая в транзисторах автогенератора 1. 2 ил. (О l/foj ШХ О Oi 4:: СП 00. /