Стабилизирующий преобразователь напряжения постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания с бестрансформаторным входом, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики, вычислительной техники и радиоаппаратуры.

Цель изобретения - повышение стабильности стабилизируемого параметра.

На фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения; на фиг.2 - диаграммы.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит входной фильтр на конденсаторах 1 и 2, средняя точка которых через первичную обмотку 3 трансформатора 4 соединена с точкой соединения рабочих обмоток 5 и 6 на сердечниках 7 и 8 магнитного усилителя, другие концы обмоток 5 и 6 через транзисторы 9 и 10 соединены с конденсаторами 1 и 2, задающий генератор 11 через управляющий трансформатор 12 и ограничительные резисторы соединен с управляющими электродами транзисторов 9 и 10. обмотки

XI

О

ел о со ел

управления 13 и 14 МУ через дроссель 15 соединены с измерительно-усилительным узлом 16, вход которого соединен с нагрузкой 17 (выходом обратной связи), соединенной через диоды 18-21 и дополни- тельные обмотки 22 и 23 с вторичной обмоткой 24трансформатора4, рекуперационные диоды 25, 26 соединяют выводы первичного источника питания с силовыми выводами транзисторов.

Задающий генератор 11 вырабатывает управляющие импульсы, которыми управляются транзисторы 9 и 10 через трансформатор 12. В базовых цепях транзисторов 9 и 10 включены токоограничительные резисторы. Коммутация транзисторов 9 и 10 осуществляется в противофазе. Дроссель 15 включен последовательно с обмотками 13 и 14 сердечников 7 и 8 МУ и обеспечивает его работу в вынужденном режиме намагничивания. Рабочие обмотки 5 и 6 МУ включены последовательно с транзисторами 9 и 10 и обеспечивают параметрическое ограничение коллекторных токов. Такое включение обмоток МУ присуще магнитным усилителям с самонасыщением, а режим работы в устройстве реализован в области отрицательной обратной связи, который характеризуется значительным по величине начальным током подмагничивания (с режимом работы полумостового инвертора с рабочими обмотками МУ, включенными последовательно с транзисторами, можно подробно ознакомиться в прототипе).

Стабилизация напряжения осуществля- ется током управления магнитного усилителя, протекающим через обмотки 13 и 14. В качестве регулирующего элемента тока подмагничивания МУ используется измерительно-усилительный узел 16, управляемый напряжением нагрузки 17. Измерительно- усилительный узел 16 выполнен по известному решению (см. прототип). При увеличении напряжения на нагрузке уменьшается ток подмагничивания, то есть увели- чивается сопротивление переменному току МУ, а следовательно, уменьшаются ток нагрузки и напряжение на нагрузке.

Повышение стабильности напряжения или тока нагрузки в предлагаемом устройст- ве достигается выделением дополнительных обмоток 22 и 23 МУ, включенных в цепи диодов 18 и 19.

Пусть открыт транзистор 9, а транзистор 10 закрыт. Сердечник 7 МУ находится в рабочем, а сердечник 8 - в управляющем полупериоде. Ток в первичной цепи трансформатора протекает от верхней обкладки конденсатора 1 через открытый транзистор 9, рабочую обмотку 5, сердечник 7 МУ, первичную обмотку 3 трансформатора 4 к нижней обкладке конденсатора 1. С вторичной обмотки трансформатора ток нагрузки протекает от правого вывода вторичной обмотки 24 трансформатора 4 через диод 20, нагрузку 17, диод 19, дополнительную обмотку 23 управления магнитного усилителя 8 МУ, левый вывод вторичной обмотки 24 трансформатора 4. Выбором количества витков дополнительных обмоток 22 и 23 МУ обеспечивается близкий к нулю начальный ток управления, т.е. достигается равенство магнитодвижущих сил в управляющий и рабочий полупериоды работы МУ.

iws W5 iw23 W23,

ИЛИ

Iw6 W6 Iw22 W22 ,

где ws; we; W22; W23;iw5;iw6;iw22;|w23 количество витков рабочих 5, 6 и дополнительных 22, 23 обмоток МУ и соответствующие им токи.

Тем самым увеличиваются диапазон регулирования коэффициента усиления МУ и стабильность выходного тока или напряжения.

Кроме того, введение дополнительных обмоток в МУ позволяет расширить положительный эффект, полученный в прототипе для полумостовых интерьеров, на двухтактные и мостовые схемы инверторов.

В схеме мостового инвертора рабочие обмотки делятся пополам и включаются в диагонали моста. При включении рабочих обмоток 5 и 6 МУ в силовую цепь транзисторов 9 и 10 необходимо обеспечивать возврат запасенной рекуперационными диодами 25 и 26 энергии МУ, как показано на фиг.1.

Ток по обмотке 23 протекает тогда, когда сердечник 8 находится в управляющем полупериоде, а сердечник 7 - в рабочем.Ток нагрузки, протекая через обмотку 23, при структуре магнитного усилителя с самонасыщением обеспечивает дроссельный режим работы МУ, что увеличивает диапазон регулирования тока нагрузки при работе МУ в режиме параметрического токоограниче- ния.

Формула изобретения Стабилизирующий преобразователь напряжения постоянного тока, содержащий два конденсатора, первые обкладки которых соединены с выводами для подключения первичного источника питания, два транзистора, базовые цепи которых через токоограничивающие резисторы и развязывающий трансформатор подключены к выходу задающего генератора, силовой транс- форматор, цепь вторичной обмотки которого соединена с выводами для подключения нагрузки, магнитный усилитель с двумя магнитопроводами и размещенными на них рабочими и управляющими обмотками, измерительно-усилительный узел, вход которого подключен к выходу обратной связи преобразователя, а выход через дроссель - к последовательно включенным управляющим обмоткам магнитного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации выходного напряжения в случае выполнения цепи вторичной обмотки силового трансформатора по схеме двухполупериодного выпрямле0

5

ния напряжения, на магнитопроводы магнитного усилителя нанесены согласно с рабочими и управляющими обмотками две последовательно включенные дополнительные обмотки, введенные в противофазные ветви вторичной цепи силового трансформатора, рабочие обмотки магнитного усилителя включены последовательно между эмиттером первого и коллектором второго транзисторов, другие силовые выводы которых соединены с соответствующими выводами для подключения первичного источника питания, а первичная обмотка силового трансформатора включена между общим выводом рабочих обмоток магнитного усилителя и объединенными между собой вторыми обкладками конденсаторов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичног.о электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение качества стабилизации выходного напряжения в случае выполнения цепи вторичной обмотки силового трансформатора по схеме двухполупериодного выпрямления напряжения. Устройство содержит транзисторный полумост, в выходную диагональ которого через трансформатор и двухполупериодный выпрямитель включена нагрузка. В эмиттер- ную цепь одного и коллекторную цепь другого транзистора введены рабочие обмотки магнитного усилителя, выполненного на двух магнитопроводах. Управляющие обмотки магнитного усилителя замыкают контур обратной связи источника по напряжению. Отличительная особенность устройства заключается в наличии двух последовательно включенных дополнитель ных обмоток магнитного усилителя, которые размещены в противофазных ветвях вторичной цепи трансформатора. Данное техническое решение позволяет приблизить начальный ток подмагничивания магнитного усилителя к нулевому уровню и вы- равнять магнитодвижущие силы, обусловленные током нагрузки в рабочий и управляющий полупериоды. 2 ил. СО С

от -ж-м J

4U/

Фиг. 2