СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК H02M3/315 G05F1/56 

Известны стабилизированные иреобразователм наиря;кеиия, содержащие устройство с автогеиераторной обратной связью и с переменной скважностью генерируемого напряжения, оиределяемой схемой обратной связи.

Предлагаемый преобразователь отличается от известных тем, что трансформатор блокинг-генератора выполнен с дополнительной обмоткой, связанной с эмиттером регулирующего транзистора через диоды и со средним выводом первичной обмотки. ;

Благодаря этому обеспечивается использование в качестве регулирующего элемента транзистора с малым иредельно допустимым обратным напряжением перехода база-эмиттер.

Па чертеже приведена принципиальная электрическая схема иредлагаемого преобразователя.

Регулируюп1им элементом преобразователя является мощный транзистор 1, работающий в ключевом режиме по схеме блокинг-генератора. Трансформатор 2 блокинг-генератора одновременно выполняет функции магнитного накопителя энергии. Он содержит коллекторную обмотку 3, базовую обмотку 4, обмотку 5 обратной связи, нагрузочную обмотку 6, дополнительную обмотку 7. Конденсатор 8 является конденсатором блокинг-генератора.

Транзисторы 9 и W управляют транзистором / и включены по составной схеме. Сопротивление 11 задает ток в базу транзистора 10, а сонротивление 12 ограничивает коллекторный ток этого транзистора. Диод 13 предотвращает протекание запускающего тока нри нодаче нитаиия на схему через нереход база-коллектор транзистора 9 к минусу источника питания. Диод 14 комненсирует нулевой

ток коллектора транзистора 10. Выходной фильтр, состоящий из конденсатора 15 и диода 16, работает на нагрузку 17. Диод 18 выпрямляет напряжение выброса, нодаваемое на сравнение с источником опорного напрял ения, которым является стабилитрон 19. Конденсатор 20 является конденсатором фильтра. Диоды 21 и 22 отключают донолнительную обмотку 7 трансформатора 2 во время формироваиия блокинг-ймпульса, а также нредотвращают протекание запускающего тока при подаче питания на схему через донолнительную обмотку к минусу источника питания.

Работает предлагаемая схема следующим образом.

Входное постоянное напряжение, меняющееся по величине, поступает через регулирующий транзистор на обмотку 3 трансформатора 2. Транзистор / работает в ключевом режиме по схеме блокинг-генератора. В базовой

напряжение, удерживающее транзистор / в открытом состоянии.

Во время формирования импульса блокинггенератора дополнительная обмотка 7 отключена благодаря диодам 21 и 22. Ток колекторной обмотки 3 линеЙ1ю возрастает во времени. Как только ток коллекторной обмотки 3 достигнет определенной максимальной величины, базового тока транзистора 1 станет недостаточно для поддержания блокинг-процесса, и транзистор / начнет запираться по базе. Начинается формирование выброса.

К моменту окончания блокинг-нроцесса ток, текущий в обмотке 3, достигнув максимума, резко прекратится. Магнитный ноток в трансформаторе 2 не может скачкообразно исчезнуть, поэтому в нагрузочной обмотке 6 во время наузы (выброса) возникает ток, который через диод 16 поступает в нагрузку 17.

Таким образом, в отличие от известных блокинг-генераторов, в которых длительность паузы между следующими один за другим импульсами блокинг-генератора определяется времязадающей RC-цепочкой, в описываемом блокииг-генераторе длительность паузы определяется временем разряда тока индуктивности нагрузочной обмотки 6 на нагрузку /7.

Величина накапливаемой энергни зависит от частоты коммутации ключа и от соотношения длительности состояний «замкнуто и «разомкнуто. Выдаваемое обмоткой 5 обратной связи напрял ение выпрямляется диодом 18 во время выброса и сравнивается с напряжением источника опорного напряжения - стабилитрона 19. Напрял енке рассогласования нодается через усилитель обратной связи (транзисторы 9 и 10) на базу транзистора / и управляет частотой коммутации ключа. К.и.д. преобразователя зависит только от качества примененных деталей и практически не зависит от диапазона входных напряжений.

Нанрял ение, запирающее транзистор / во время выброса, подается с дополнительной обмотки трансформатора. Величина напряжения запирания равна разности напряжений

на дополнительной обмотке во время выброса и падения напряжения на диодах 21 н 22 ti выбирается меньшей, чем предельно допустимое обратное напряжение перехода база- эмиттер транзнстора /. Таким образом, в онисываемой схеме можно нримеиять в качестве регулирующего транзистор с любым нредельно малым обратным напряжением перехода база-эмиттер.

Поскольку по принципу действия схемы напряжение выброса стабильно при изменениях входного напряжения, то и напряжение запирания, формируемое донолнительной обмоткой, также стабильно.

Конденсатор 8 служнт для обеспечения лавинообразного процесса формирования фронтов импульса, генерируемого блокинг-генератором. Применение сразу двух диодов 21 н 22 необходимо для предотвращения шунтирования цепью дополнительной обмотки перехода база-эмиттер транзистора / во время запуска схемы при ее включении. Если транзистор / кремниевый, то диоды 2} и 22 должны быть

также кремниевые. При малых запускающих токах напряжение открывания двух днодов, соединенных последовательно больше, чем нанря кение открывания перехода база-эмиттер транзистора.

гг

Предмет изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного ианряжеиия, содержащий регулирующий транзистор, коллектор которого нагружен на среднюю обмотку трансформатора блокинг-генератора, а база - на средний вывод первичной обмотки этого же трансформатора, отличающийся тем, что, с целью использования в качестве регулирующего элемента

транзистора с малым предельно допустнмым обратным нанрял ением перехода база-эмиттер, трансформатор выполнен с дополнительной обмоткой, одним из своих выводов подключенной к среднему выводу первнчной обмотки, а другим через переход анод - катод последовательно соединенных диодов - к эмиттеру регулирующего транзистора.

Т t01