Стабилизированный преобразователь напряжения Советский патент 1989 года по МПК H02M3/337 G05F1/46 

1

Изобретзние относится к электротехнике и может найти применение в источниках электропитания вычислительной техники и автоматических устройств .

Целью и:зобретения является повышение надежности.

На чертеже приведена .принципиаль- лая схема устройству.

Стабилизированный преобразова- тель напряжения содержит сетевой выпрямитель 1, входом подключенный к входным выводам, а выходом - к емкостному делителю 2 напряжения, к которому подключен вход питания первого выходного каскада 3 преоб- р азователя напряжения, выполненного по полумостовой схеме на двух силовых транзисторах;первом 4 и втором 5, и трансформаторном узле 6, состоящем .из двух трансформаторов 7 и В с двумя первичными обмотками 9 и 10 и 11 и 12 соответственно каждый. Первые обмотки 9 и 11 трансформаторов 7 и 8соединены последовательно-согласно и подключены свободным концом к коллектору первого транзистора 4, а свободным началом - к положительному выводу емкостного делителя 2 на пряжения. Вторые обмотки 10 и 12 трансформаторов 7 и 8 соединены последовательно-согласно и подключены свободным началом к коллектору транзистора 5, а свободным кенцом - к эмиттеру транзистора 4. Эмиттер тран зистора 5 соединен с отрицательным вьгоодом емкостного делителя 2 напряжения. Эмиттер транзистора 4 соединен

15

5

0 35

5

0

/со средней точкой емкостного делиТе- ля 2 через конденсатор 13. Вторичные обмотки трансформаторов 7 и 8 через выходные выпрямители с фильтрами 14 и 15 подключены к выходным выводам. Второй выходной каскад 16 преобразователя напряжения также выполнен по полумостовой схеме на двух силовых транзисторах 17 и 18, трансформаторном узле 19, состоящем из двух трансформаторов 20 и 21 с двумя обмотками 22 и 23 и 24 и 25 соответственно каждый. Эмиттер транзистора 17 через конденсатор 26 соединен со средней точкой емкостного делителя 2. Вторичные обмотки трансформаторов 20 и 21 через выходные выпрямители с фильтрами 27 и 28 подключены к выходным выводам. Усилитель 29 рассогласования входом подключен к выходным выводам, а выходом - к входу узла 30 формирования управляющих импульсов, выход которого подсоеди иен к входу предварительного усилителя 3 1 , выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам силовых транзисторов 4, 5, 17 и 18,

Усилитель 29 рассогласования предназначен для сравнения выходного напряжения преобразователя с опорным напряжением и вьщачи сигнала рассогласования на узел 30 формирования управляющих импульсов. Узел 30 формирования управляющих ршпульсов предназначен для преобразования непрерывного сигнала, поступающего с усилителя 29 рассогласования, в дискретные импульсы управления с

10

15

20

25

31А67698

иротно-импуьсной модуляцией. Предарительный усилитель 31 мощности беспечивает согласование узла 30 ормирования управляющих импульсов с правляюпщми входами транзисторов 4, , 17 и 18.

Стабилизированный преобразователь апряжения работает следующим обраом.

Напряжение сети, поступающее на етевой выпрямитель 1 с фильтром, вырямляется и поступает на емкостной елитель 2 напряжения и далее на ходы питания выходных каскадов 3 16 преобразователя, которые пребразуют постоянное напряжение в ысокочастотные импульсы напряжения. ысокочастотные импульсы с выходных обмоток трансформаторов 7 и 8 и 20 и 21 поступают на высокочастотные выпрямители с фильтрами 15, 14, 27 и 28, преобразуются в постоянное напряжение, поступающее на выход стабилизированного преобразователя напряжения и на вход усилителя 29 рассогласования . Изменения выходного напряжения относительно заданного уровня с выхода стабилизатора поступают на вход усилителя 29 рассогласования, усиливаются и поступают на вход узла 30 формирования управляющих импульсов, который вьфабатывает модулированные по длительности импульсы, усиливаемые предварительным усилителем 31 мощности и подаваемые, на управляющие входы транзисторов 4, 5, 17 и 18.

В стабилизированном преобразователе напряжения введение конденсато- ров 13 и 26 и подключение выходных каскадов 3 и 16 преобразователя через конденсаторы 13 и 26 соответственно к средней точке емкостного делителя 2 напряжения-позволяет повысить его надежность. При этом кон- 45 денсаторы 13 и 26 в данном случае выполняют функции симметрирования положительного и отрицательного импульсов выходных каскадов 3 и 16 пре бразователя.50

Конденсаторы 13 и 26 предназначены для выравнивания по вольт-секундной площади импульсов, поступающих в нагрузку с обоих транзисторов 4 и 5 или 17 и 18.

Если, например, в предлагаемой схеме на транзистор 4 будут подаваться управляющие импульсы, длительность которых несколько больше, чем дли30

35

40

55

те да ко н д н с

т ж о м к к

ч т ч в ( в т с о н с н с о ч т

с т н вы в

од

0

5

0

5

5 0

30

5

0

5

тельность управляюии1Х им пул F со п, подаваемых на транзистор 5, то емкость конденсатора 13 зарядится относительно средней точки емкостного делителя 2 до некоторого положительного потенциала и, таким образом, вы- равняет вольт-секундные площади, пот ступаюгадх на нее импульсов.

Такое включение конденсаторов 13 и 26 позволяет не смещать среднюю точку емкостного делителя 2 напряжения и, следовательно, подключить к ней различное (большое) количество выходных каскадов,получая таким образом необходимую мощность преобразователя напряжения. Увеличением мощности одного трансформатора такого эффекта добиться нельзя, так как ток коллектора транзистора имеет определенную величину допустимого тока, превьшение которой приводит к отказу транзистора.

Таким образом, увеличивается мощность преобразователя, а надежность работы отдельных выходных каскадов повышается, повышается тем самым и , общая надежность преобразователя напряжения .

Количество- дополнительно подключаемых выходных полумостовых каскадов может быть любое (п 1, 2, 3 и т.д.), что дает возможность увеличения выходной мощности стабилизированного преобразователя напряжения. При этом силовые транзисторы 5 и 17 (4 и 18) включаются одновременно. Тем самым достигается минимальная величина емкости конденсаторов делителя 2 напряжения при любом количестве выходных полумостовых каскадов. Эта емкость выбирается как и для одного выходного каскада при нечетном количестве выходных каскадов в схеме. При четном количестве выходных каскадов в схеме емкость конденсаторов плеч делителя 2 напряжения определяется разбросом времени включения и выключения силовых транзисторов.

Равномерное распределение мощности, коммутируемой силовыми транзисторами, достигается применением единой схемы управления двумя (и более) выходными каскадами, что также приводит к повьппению надежности преобразователя.

Использование двух трансформаторов в трансформаторном узле вместо одного улучшает конструирование

5 1

преобразователя напряжения как в части оптимального расположения, так и охлаждения элементов, что приводит к улучшению параметров преобразователя и к повьшению его надежности„При этом магнитопроводы трансформаторов можно расположить так, что электромагнитное излучение от них будет вза

щийся тем, что, с целью повыФормула изобретения

имно компенсироваться..JQ

шения надежности, эмиттер первого транзистора через введенньй разделительный конденсатор подключен к средней точке емкостного делителя 15 напряжения, а трансформаторный узел выходного каскада преобразователя вьшолнен в врще двух трансформаторов

Стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий сетевой выпрямитель, входом подключенный к входным выводам, а выходом - к емкостному делителю напряжения, к которому, подключен вход питания выходного каскада преобразователя, выполненного по полумостовой схеме на двух скповых транзисторах и трансформаторном узле5 причем первьй вход трансформаторного узла подключен к положительному вьгаоду емкостного делителя напряжен ия и к коллектору первого транзистора, второй вход - к коллектору второго транзистора и эмиттеру первого транзисто за, а выходы через вьтрямительный узел с фильтром - к выходным вьшодам, кроме того, эмиттер второго транзистора подключен к отрицательному выводу емкостного делителя.напряжения, усили-, тель рассогласования5 вход которого

с двумя первичными обмотками каждый, причем первые обмотки трансформато20 ров соединены последовательно-согласно и их свободные выводы явля- - ются первым входом трансформаторного узла, при этом свободное начало одной из обмоток подключено к поло25 жнтельному выводу емкостного делите-, ля напряжения, вторые обмотки трансформаторов соединены последовательно-согласно и их свободные вьшоды являются вторым входом трансформатор30 ного узла, при этом свободное начало одной из обмоток подключено к коллектору второго транзистора, вторичные обмотки трансформаторов являются выходами трансформаторного узла.

подключен к выходным вьтодам, а выход - к входу узла формирования управляющих импульсов, выходом соединенного с входом предварительного усилителя, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам транзисторов выходного каскада преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повыс двумя первичными обмотками каждый, причем первые обмотки трансформаторов соединены последовательно-согласно и их свободные выводы явля- - ются первым входом трансформаторного узла, при этом свободное начало одной из обмоток подключено к положнтельному выводу емкостного делите-, ля напряжения, вторые обмотки трансформаторов соединены последовательно-согласно и их свободные вьшоды являются вторым входом трансформаторного узла, при этом свободное начало одной из обмоток подключено к коллектору второго транзистора, вторичные обмотки трансформаторов являются выходами трансформаторного узла.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках электропитания вычислительной техники и автоматики. Целью изобретения является повышение надежности. Напряжение сети, поступающее на сетевой выпрямитель 1, вы