Преобразователь-стабилизатор Советский патент 1975 года по МПК G05F1/44 G05F1/46 

Изобретение относится к средствам поддержания постоянными напряжений электропитания, в которых для гальванической изоляции входных и выходных цепей, а также для получения ряда напряжений постоянного или переменного тока используется статический преобразователь.

Известны устройства, в которых стабилизация напряжения происходит одновременно с преобразованием и осуществляется на основе широтно-импульсной модуляции с помощью управляемых диодов, включенных последовательно с транзисторами усилителя мощности, нагруженного на трансформатор.

К недостаткам подобных устройств относится то, что стабилизация в них производится только по постоянному напряжению за счет изменения скважности знакопеременных импульсов, снимаемых с трансформатора. Последнее требует обязательного включения после выпрямления индуктивно-емкостного фильтра, усложняет подавление помех и получение малых пульсаций постоянного напряжения. Кроме того, подобные устройства обладают значительной нагрузочной нестабильностью по выпрямленным напряжениям, не охваченным непосредственно обратной связью, а их к.п.д. уменьшается с увеличением входного напряжения питания из-за увеличения тока холостого хода трансформатора.

Целью изобретения является повышение К.П.Д., надежности, упрощение фильтрации, а также уменьшение нагрузочной нестабильности при получении стабилизации как по переменному напряжению, так и по постоянному, вынрямленному напряжению.

Это достигается тем, что первичная обмотка выходного трансформатора имеет ряд снмметричных выводов относительно средней отпайки, подключенных к транзисторам, базы которых попарно подведены к задаюшпм генераторам, в цепи питания которых введены элементы токовой защиты, а коммутация осуществляется ключами по логической схеме «исключающее или, силовые электроды которых подсоединены к объединенным попарно электродам транзисторов и к разделенным входам питания задающих генераторов. Управляющие электроды подсоединены к разнопотенциальным отводам делителя напряжения, соединенного с узлом сравнения и шинами первичного источника питания. Для подстабилизации выходного напряжения внутри каждого дискрета без искажения генерируемого напрял :ения используется линейное регулирование базовых токов с выхода преобразователя. На чертеже приведена принципиальная

электрическая схема преобразователя.

Устройство состоит нз задающих генераторов 1, транзисторов 2 усилителя мощности и трансформатора 3 с симметричными выводами в первичной обмотке. Средние выводы задающих геиераторов объединены н через регулятор постоянного тока 4 н элементы защиты 5 соединены с злектродамн пар транзисторов усилителя мощности и выходом преобразователя. Напряжение питания подается на задающие генераторы через элементы токовой защиты 5, стоящие в силовых цепях иар транзисторов 2, и через ключи 6, срабатывание которых определяется уровием входного иапряжеиня нитаиня н онориым наиряжением, постуиающим с делителя 7 и схемы сравиения 8. Задающие геиераторы и ключи б соединены между собой но логической схеме «исключающее или.

Преобразователь -- стабилизатор работает следующим образом.

При минимальном уровне входного напряжения питания работают только одии задающий генератор и иара транзисторов, подключеипых к нижним отводам первичпой обмотки трансформатора 3. Остальные задающие геиераторы отключены ио нитаюио с помощью ключей 6. При этом базовые цепи других пар транзисторов обесточепы н закрыты напряжением, которое формируется на регуляторе постоянного тока 4 базовыми токами работающей пары транзисторов и иоступает через управляющие цепи задающих генераторов 1.

С увеличением входиого наиряжеиня до момеита переключения на следующий дискрет постоянство выходных напряжений преобразователя ноддерживается за счет уменьщения базового тока работающей пары транзисторов 2 и устапавливается регулятором 4 по уровню выходного напряжения. Далее с увеличеиием входиого ианряжеиия питания проиеходит иоследовательиое переключение задающих генераторов и пар трапзисторов па выводы первичпой обмотки траисформатора 3 с меиьшим коэффициентом трансформации. Переключение задающих генераторов 1, ключей 6 н транзисторов 2 осуществляется по логической схеме «исключающее или. При этом производится не только стабплнзацця выпрямлеииых и переменных напряжений ио амплитудному зиачен1ио без искажеиия формы, но и стабилизация тока холостого хода траисформатора по его мииимальиому зиачению. Разбнвая иределы измеиеиия входного иапряжения нитания иа п-ое количество дискретов, достигают эиергетически наиболее выходную стабилизацию электрических параметров преобразователя ири одновременном резервировании всех последуюидих ключей 6, задающих геиераторов 1 и транзисторов 2, отключаемых в случае выхода их из строя с сохранением режима етабилизации за счет первых.

Так как форма геиерируемых преобразователей иаиряжеиий в процессе стабилизации сохраняется прямоугольной, без ее искажеиия обесиечнваются наилучшие условия выиря.млення и фильтрации, не требующие обязательного введения габаритиых дросселей и конденсаторов, благодаря чему исключается зависимость запасаемой в них энергии от тока нагрузки.

Пред м е т

и 3 о о р е т е н и я

Преобразователь - стабилизатор, содержащий задающий геиератор, соединенный через

регулятор тока с двухтактным уеилителем мощности, который включен в первичную обмотку выходного трансформатора, отличающийся тем, что с целью повыщения к.п.д., надежности, упрощения фильтрации и уменьшения нагрузочной нестабильности, первичная обмотка выходного трансформатора имеет ряд симметричных н разнопотенциальиых относительно средней отнайки выводов, к каждому из которых подключены по схеме двухтактного

усиления мощности пары транзисторов и задающие генераторы, в цепи питаиия которых введены элементы токовой защиты, а силовые электроды ключей иодсоединены к объединенным нопарно электродам транзисторов и к

разделенным входа:. питаиия задающих генераторов, управляющие электроды подсоедииены к разнопотенциальным отводам делителя напряжения, соединенного с узлом сравнения и щинами первичного иеточника питания,

одна из которых подведена к средней отпайке выходного траисформатора и объединенным входам питания задающих генераторов, а другая щииа нодведеиа через регулятор к общим сигиальиым выводам задающих генераторов и через элементы токовой защнты к объедииенным э;1ектродам пар транзисто)ов и ключей.