СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК H02M3/24 

Изобретение относится к источникам электропитания для радиоэлектронной аппаратуры.

При больших изменениях напряжения литающей сети в известных преобразователях используются стабилизаторы напряжения, регулирующий элемент которых работает в ключевом режиме.

Однако схема уоравления регулирующим элементом -стабилизатора -содержит большое количество транзисторов, наличие которых усложняет и удорожает устройство, а также понижает его надежность.

С другой стороны, существуют упрощенные схемы ключевых стабилизаторов, имеющих небольшое число элементов. Такие схемы непригодны для нагрузок с большими изменениями величины тока.

Цель изобретения заключается в сокращении числа транзисторов, иопользуемых в преобразователе со стабилизацией напряжения, в упрощении схемы и обеспечении стабильности выходного напряжения преобразователя в условиях работы на нагрузке с большими изменениями величины тока.

В предлагаемом преобразователе это достигается путем исполнения схемы управления ключевым регулирующим элементом стабилизатора в виде тиристора. Тиристор включен между базой регулирующего транзистора и

концом обмотки трансформатора преобразователя, подключенной к катодам диодов двухполупериодного выпрямителя, питающего базовые цепи регулирующего транзистора, и управляется с помощью делителя напряжения, выполненного из резисторов и конденсаторов, а также с помощью трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к резисторам, введенным в цепи эмиттеров транзисторов преобразователя.

Схема преобразователя со стабилизацией напряжения изображена на чертеже.

Преобразователь состоит из собственно преобразователя 1 на транзисторах 2, 3 и трансформаторе 4 и из стабилизатора, содержащего регулирующий транзистор 5, фильтр 6 и схему управления.

В схему управления входят двухполупериодный выпрямитель на диодах 7 и 8, подключенных катодами к -концам 9 и 10 обмотки // трансформатора, с конденсатором 12; резистор 13, предназначенный для первичного запуска схемы; резистор 14, служащий для ограничения тока базы триода 5, и тиристор 15. Последний присоединен катодом к базе регулирующего триода 5, а анодом - к концу 9 обмотки 11 и управляется с помощью делителя напряжения, выполненного на резисторах 16, 17, 18 и конденсаторе 19. Причем цепочка из резисторов 17, 18 (один из которых имеет отридательный темпер-атурный коэффициент), а также конденсатор 75 и. диод 20 параллельны и включены между катодом и управляющим электродом тиристора, а цепочка резистора 16 включена между управляющим электродом и анодом тиристора.

Кроме того, схема управления имеет узел обратной связи 21 по току, состоящий из двух резисторов 22 и 23, включенных Б эмиттерные транзисторов 2, 3, и трансформатора 24, первичная Обмотка которого соединена с концами резисторов 22 и 23, а вторичная - последовательно с резистором 16.

Устройство работает следующим образом.

Ста|бильность напряжения обеспечивается за счет автоматического изменения длительности открытого и закрытого состояний триода.

Постоянный ток с выхода выпрямителя на диодах 7, 8 питает базовую цепь триода до полного его открытия. Но в те полупериоды, когда оотенциал точки 9 превышает потенциал точки 10, открывается тиристор и, как следствие, на базу триода попадает потенциал, который в это время больше потенциала эмиттера, соединенного с серединой обмотки //. Это приводит к полному закрытию триода до тех пор, пока не кончится полупериод колебаний в прео бразователе, при котором потенциал точки 9 превышает потенциал точки 10. В Следующий полупериод, когда потенциал точки 9 станет меньше потенциала точки 10, триод откроется, а тиристор закроется под действием приложенного к нему обратного напряжения. Время непрерывно открытого состояния триода складывается из времени одного полного полупериода и начальной части следующего полуоериода до момента открытия тиристора.

Промежуток времени между началом полупериода, в которо возможно открытие тиристора, и моментом его фактического открытия тем короче, чем больще напряжение между анодом и катодом тиристора, создаваемое за счет э. д. с. В обмотке 11, так как с poctoM напряжения не только быстрее зарядится Конденсатор 19 и поэтому быстрее будет достигнут тот уровень тока управляющего электрода тиристора, при котором спрямится вольт-амперная характеристика тиристора, но и сам уровень тока спрямления Снизится. В результате с рОСтом напряжения время открытого

состояния триода сокращается, а время закрытого состояния увеличивается, чем и осуществляется отрицательная обратная связь, обеспечивающая работу с коэффициентом стабилизации по напряжению порядка 100% при изменениях напряжения питающей сети до 50%. Резистор 17 с Отрицательным температурным коэффициентом сопротивления компенсирует влияние температурных изменений параметров тиристора на нестабильность выходного напряжения. Для переменных нагрузок используется обратная связь по току: переменное напряжение между концами резисторов 22 и 23, пропорциональное величине силового тока преобразователя, с помощью трансформатора 24, без выпрямления, вводится в цепь резистора 16 в такой фазе, чтобы это напряжение вычиталось из напряжения, создаваемого обмоткой 11. При этом конденсатор 19 -будет заряжаться медленнее, и поэтому открытие тиристора и закрытие триода запоздает на дополнительное время, пропорциональное силовому току преобразователя.

Предмет изобретения

1.Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержаЩий схему управления с выпрямителем и узел обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности управления устройством, стабилизации и расширения его рабочего диапазона, в узле обратной связи использован тиристор, переход катод-управляющий электрод Которого зашунтирован параллельно соединенными конденсатором, резисторами и диодом, а переход управляющий электрод- анод-цепочкой из последовательно соединенных резистора и вторичНОЙ обмотки трансформатора обратной связи, при этом катод тиристора «епосредственно, а аноды диодов выпрямителя через общий резистор связаны с базой транзистора регулирующего каскада стабилизируЮЩего устройства.

2.Стабилизированный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что каждый из эмиттеров транзисторов преобразователя через соответствующие резисторы связан с фильтром, а между указанными эмиттерами включена первичная обмотка упомянутого трансформатора.