Стабилизированный преобразователь напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования входного напряжения переменного тока заданной частоты и амплитуды или постоянного тока в бортовых источниках электропитания летательных аппаратов.

Цель изобретения - упрощение уст-:, ройства и повьшение КПД.IQ

На чертеже изображен преобразователь.

Преобразователь содержит соединен- ные последовательно транзисторный ключ 1 и трансформаторный токовый 2 5 и силовой 3. Последовательно с третьей управляющей обмоткой 2,. 1 токового трансформатора 2 включен регулирующий транзистор 4, база которого соедине на с выходом схемы 5 сравнения, Йн- 20 вертирующий вход схемы 5 сравнения i подключен к выходу преоёразователя,, Неинвертирующий вход подключен к опорному источнику 6. Вторичная обмотка СИЛОВОГО трансформатора подклю- 25 чека к выпрямителю 7 и фильтру. i

Устройство может содержать также ополнительньм диод 8, дополнительный низковольтный источник, вьшолненный ( на отводе вторичной обмотки силового IQ трансформатора и f выпрямителе:9, содержащем дополнительный стабилитрон 10 и дополнительный конденсатор 11.

Преобразователь,работает следующим образом.

Для запуска на вход ключа 1 посту- пают короткие импульсы с тактовой частотой. За счет положительной обратной связи через токовый трансформатор 2 ключ самоблокируется в открытом состоянии (прямой ход) в течение времет;. ни, пока не произойдет насыщение сердечника этого трансформатора. При этом положительная обратная связь прерывается и ключ переходит в закрытое состояние. После этого токовый трансформатор 2 в течение короткого времени размагничивается. Ключ находится в закрытом состоянии вплоть до прихода очередного тактового импульса (обратный ход).

Во время прямого хода .ток через первичную обмотку трансформатора 3 возрастает по линейному закону Энергия, запасенная в трансформаторе 3, к концу прямого хода после запирания 55 ключа поступает на выход. Эта энергия зависит от длительности прямого хода, которая, в свою очередь, определяется

10

45

Q

5

0

5

моментом насыщения сердечника токового трансформатора, Подмагничивая сердечник токового трансформатора, например пропуская через обмотку 2,1 ток от источника тока, можно регулировать момент наступления насыщения, а значит и выходное напряжение. Такая регулировка осуществляется транзистором

4,включенным в замкнутьш контур ре гулирования. Так, при возрастании напряжения на выходе преобразователя снижается напряжение на выходе схемы

5.сравнения, транзистор 4,открывает- ся. При этом ток подмагничивания сердечника трансформатора 2 увеличивается и при очередном включении ключа 1 трансформатор входит в насыщение за более короткое время. Т.е. длительность прямого хода уменьшается и таким образом, напряжение на выходе возвращается к установленной величине.

Поскольку омическое сопротивление обмотки 2.1 мало, мощность, затрачиваемая непосредственно на управление токовым -трансформатором, мала. Поэтому целесообразно питать управляющую обмотку 2,1 от дополнительного низковольтного источника 9. , ,

При этом напряжение во время прямого хода на верхнем выводе обмотки 2.1 может превьппать напряжение источника 9, что нарушит нормальную работу транзистора 4, Диод 8 предотвращает такое нарушение.

Конденсатор 11 обеспечива ет мягкий зацуск следующим образом.

Для нормальной работы токового трансформатора необходимо, чтобы за время обратного хода происходило ert размагничивание.

Для полного размагничивания необ- ходимо, чтобы вольтсекундный интеграл напряжения обратного хода бьт равен вольтсекундному интервалу прямого хода. Однако, при вклкзчении во время первых циклов обратного хода напряжение на обмотке 2.1 мало из-за шунтирования ее через открытый диод 8 разряженным конденсатором 11.

Это приводит к тому, что токовьй трансформатор за время обратного хода не успевает размагничиваться (пока напряжение на конденсаторе 1I .не возг растет), т.е. при включении длительность импульсов прямого хода (а значит,, коэффициент заполнения) будет плавно возрастать, обеспечивая мягкое включение, при котором отсутст-5 1605299

вуют перегрузки элементов преобразователя.

Стабилитрон 10, подключенный к базе транзистора А, повышает надежность

форматора от низковольтного источника.

Формула изобретения Стабилизированный преобразователь

преобразования за счет исключения воз- напряжения5..содержащий задающий генеможности значительного возрастания выходного напряжения при разрьше связи в цепи от выхода преобразователя через схему 5 сравнения до входа тран-.д зистора 4. Так, при указанном разрыве напряжение на выходах выпрямителей 7 и 9 начинает пропорционально повышаться. При повышении напряжения выпратор, силовой и токовый, трансформаторы, первичные обмотки которых, последовательно соединенные через сило- вую цепь транзисторного ключа, подключены к входным выводам, причем вторичная обмотка токового трансформатора подключена к управляющему входу тран- ;зисторного ключа, а третья обмотка рямителя 9 до U. стабилитрона 10пос- 5 дополнительному источнику питания

ледний пробивается, транзистор 4 открывается и через обмотку 2.1 начинаг ет проходить ток, уменьшающий коэффициент заполнения импульсов преобразователя. Стабилитрон выбран так, чтобы ограничить перенапряжение при аварии .на уровне не более 5-10% от номинального значения выходного напряжения, что, как правило, безопасно как для элементов преобразователя, так и для элементов пользователей.

Таким образом, изобретение позволяет упростить и повысить КПД за счет уменьшения мощности, рассеяния в цепях управления; за счет обеспечения тока подмагничивания токового транс20

25

30

через управляющий транзистор, база которого соединена с выходом схемы сравнеш я,, входы которой подключен к опорному источнику и выходному вы воду преобразователя, причем вторич ная обмотка силового трансформатора через выпрямитель и фильтр подключе на к выходным вьшодам, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упроще ния и повышения КПД, задающий генер тор выполнен в виде генератора тaкт вых импульсов, токовый трансформато вьтолнен на насыщающемся сердечнике а в .качестве дополнительного источни ка использовано выходное напряжение преобразователя.

форматора от низковольтного источника.

Формула изобретения Стабилизированный преобразователь

ратор, силовой и токовый, трансформаторы, первичные обмотки которых, последовательно соединенные через сило- вую цепь транзисторного ключа, подключены к входным выводам, причем вторичная обмотка токового трансформатора подключена к управляющему входу тран- ;зисторного ключа, а третья обмотка дополнительному источнику питания

через управляющий транзистор, база которого соединена с выходом схемы сравнеш я,, входы которой подключены к опорному источнику и выходному выводу преобразователя, причем вторич- :. ная обмотка силового трансформатора через выпрямитель и фильтр подключена к выходным вьшодам, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, задающий генератор выполнен в виде генератора тaктor вых импульсов, токовый трансформатор вьтолнен на насыщающемся сердечнике, а в .качестве дополнительного источника использовано выходное напряжение преобразователя.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве вторичных источников электропитания. Цель изобретения - упрощение и повышение КПД. Изобретение содержит транзисторный ключ 1, токовый трансформатор 2, регулируемый транзистор 4. Задающий генератор выполнен в виде тактового генератора, а токовый трансформатор - насыщающимся, а выход схемы сравнения и вход токового регулирующего транзистора поключены к выходным выводам преобразователя. 1 ил.