Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника иитания в испытательной аппаратуре.

Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения путем снижения нуль саций и токовых помех и повышения КПД. На чертеже приведена принципиальная с.хе.ма преобразователя пере.менного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит трансформатор 1, состояний из сердечников 2 и 3 с рас- :11оложенными на них первичной 4 и вторичными 5 и 6 обмотками, первый канал преоб- разова 1ия 7, состояи1,ий из последовательно соединенных выпрямителя 8 и стабилизатора 9 с регулирующим транзисторо.м 10, а также транзисторов 11 и 12, диодную ценоч- 1ку 13 из двух диодов, резисторов 14 и 15, конденсатора 16 и ключевого элемента 17. : Второй канал преобразования 18 состоит |из носледовательно соединенных выпрями- ггеля 19 и фильтра 20. Пагрузка 21 юдключе- |на к выходам каналов преобразования. Об- |мотка 4 трансформатора 1 расположена од- :новременно на обоих сердечниках 2 и 3.

Вторичные обмотки 5 и 6 подключены соответственно ко входам первого и второго каналов преобразования. Эмиттер транзистора 11 через резистор 14 нодключен к no;io- жительному выходу выпрямителя 8, его коллектор - к базе регулирующего транзистора 10 и к коллектору транзистора 12, ;эмиттер которого нодключен к отрицательно- JMy выходу выпрямителя 8. Диодная цепоч- |ка 13 анодным выводом подключена к поло- жительному выходу выпрямителя 8, а катод- |ным - к базе транзистора 11 и через резис- тор 15 к базе транзистора 12. Конденсатор 16 включен между базой и коллек- iTOpoM транзистора 12. Ключевой элемент 17 ;включен между базой транзистора 12 и отрицательным выходом выпрямителя 8. Транзистор 11 выполнен с р-п-р типом проводимости, а транзистор 12 - с п-р-п типом проводимости. Отрицательные выходы выпрямителей объединены.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на обмотку 4 трансформатора 1 на выходе выпрямителя 8 появляется постоянное напряжение. При этом регулирующий транзистор 10 стабилизатора 9 закрыт, так как его база через открытый транзистор 12 подключена к отрицательному выходу выпрямителя 8. Открытое состояние транзистора 12 обеспечивается протеканием тока в его базу через диодную цепочку 13 и резистор 15 В ыходное напряжение мало, так как регулирующий транзистор 10 закрыт, и по обмотке 5 протекает небольщой ток, определяемый, в основном, потреблением первого канала преобразования. При замыкании клю.-

0

5

0

0

5

0

5

0

5

чевого элемента 17, например электронного ключа, транзистор 12 закрывается, так как закорачивается его переход база-эмиттер. Конденсатор 16 начинает заряжаться по- стоянны.м током по цепи: резистор 14 - транзистор 11 - конденсатор 16 - ключевой элемент 17. Напряжение на конденсаторе 16, который подключен к базе транзистора 10, линейно нарастает. Транзистор 10, уменьшая свое сопротивление, повторяет нарастающее напряжение конденсатора 16 на нагрузке 21. При этом растет ток, протекающий через обмотку 4 трансформатора, вследствие чего напряжение на вторичной обмотке 6 и на выходе второго канала преобразования также линейно нарастает. Время линейнного нарастания тока пропорционально емкости конденсатора 16 и сопротивлению резистора 14. После заряда конденсатора 16 стабилизатор 9 устанавливает на нагрузке 21 заданное выходное напряжение, которое стабилизируется.

При размыкании ключевого элемента 17 транзистор 12 начинает проводить. Конденсатор 16 начинает разряжаться стабильным током но цепи: йереход коллектор-эмиттер транзистора 12 - вынрямитель 8 - диодная цепочка 13 - резистор 15. При это.м транзистор 12 работает как стабилизатор тока, т. е. при увеличении тока разряда под- запирается, а при уменьщении приоткрывается, так как из-за падения напряжения на резисторе 15 соответственно изменяется напряжение база - эмиттерного перехода транзистора 12. Напряжение на конденсаторе 16 линейно спадает до значения, близкого к нулевому. Этот спад отслеживается регули- рующи.м транзистором на нагрузке 21. Так с.хема приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с двумя сердечниками с расположенными на них нервичной обмоткой, соединенной с входными вывода.ми для подключения источника нитания, и двумя вторичными об.мотками, и два капала 11реобразоват)я, выходы которых соединепы с выходными выводами для подключения общей нагрузки, первый из которых включает последовательно соединенные первый выпрямитель и стабилизатор напряжения на нагрузке, а второй - носледовательно соединенные второй выпрямитель и сглаживающий фильтр, при- че.м вход первого выпрямителя соединеп с одной вторичной об.моткой трансфор.матора, вход второго выпрямителя соединен с другой вторичной обмоткой трансформатора, а стабилизатор выполнен на двух транзисторах, первый из которых является регулирующим, стабилитроне и цепочке из двух последовательно соединеппых резисторов, положительныи выход первого выпрямителя через коллектор-эмиттерный переход регулирующего транзистора, а положительный выход второго выпрямителя непосредственно соединены с положительным выходным выводом, отрицательные выходы этих выпрямителей соединены с отрицательным выходным выводом, к которому через указанную цепочку резисторов подключен коллектор- эмиттерный переход регулирующего транзистора, а через стабилитрон - эмиттер второго транзистора, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора, а база - с общей точкой соединения резисторов, отличающийся тем, что, с целью улуцщения формы выходного напряжения нутем снижения пульсаций и токовых помех и повыщения КПД, дополнительно введены два транзистора противоположной проводимости относительно друг друга, два диода, два резистора, конденсатор и ключевой эле0

5

0

мент, причем эмиттер транзистора р-- п р- проводимости через первый донолнительпый резистор подключен к положительному выходу выпрямителя первого канала нреобразо- вания, его коллектор - к базе регулирующего транзистора стабилизатора и к коллектору транзистора п-р-п-проводимости, эмиттер которого подключен к отрицательному выходу выпрямителя то.го же канала, указанные диоды соединены последовательно и анод одного из них нодключен к положительному выходу вынрямителя г ервого канала, а катод другого - к базе транзистора р-п -р- проводимости и через второй дополнительный резистор к базе транзистора п-р-п- проводимости и к одному из выводов ключевого элемента, другой вывод которого соединен с эмиттером транзистора п-р-п-иро- вйдимости, между базой и коллектором которого включен указанный дополнительный конденсатор.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питания в испытательной аппаратуре. Цель изобретения - улучшение формы вы.ходного напряжения путем снижения пульсаций и токовых помех и повышение КПД. Устройство содержит трансформатор 1, ко вторичным обмоткам 5, 6 которого подключены каналы преобразования 7, 18, работаюнхие па обилую нагрузку 21. Капал преобразования 7 включает выпрямитель 8 и стабилизатор 9 с регулируюплим транзисСеть бмдо тором 10. Kana. i преобразования 18 включает выпрямитель 19 и фильтр 20. База транзистора 10 соединена с коллекторами дополнительно введенных транзисторов П. 12 с разным типом проводимости, которые через резистор 14 соединены с выходом выпрямителя 8. Между базами транзисторов 11, 12 включен резистор 15, который через диодную цепочку 13 и ключ 17 также подключен к выходу выпрямителя 8, отрицательный выход которого соединен с отрицательным выходом выпрямителя 19. Между коллектором и базой трапзистора 12 включен конденсатор 16. При замыкании или размыкании ключа 17 на конденсаторе происходит линейное нарастание напряжения или его линейный спад. При этом цроисходит изменение сопротивлепия транзистора 10, которое вызывает линейное изменение напряжения на нагрузке. Включение ключа 17 происходит в момент малого значения амплитуды сетевого напряжения, что снижает пульсации и величину зарядных токов. I ил. 9 (Л 4; о ОЭ ю со С