Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 

I

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания постоянного тока.

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения, состоящие из усилителя мощности с трансформаторным выходом, выпрямителя, фильтра, в которых управление силовыми транзисторами осуществляется широтномодулированным сигналом с паузой на нуле 1, 2. В первом устройстве для управления силовыми транзисторами требуются вспомогательные гальванически развязанные источники напряжения, что существенно увеличивает габариты устройства. Во втором преобразователе в цепи баз силовых транзисторов введены дополнительные коммутирующие элементы, т. е. увеличиваются потери мощности на управление.

С целью упрощения схемы и повышения ее КПД дроссель фильтра преобразователя содержит дополнительную обмотку, которая включена в цепь управления каждого из транзисторов усилителя мощности через соответствующую секцию обмотки широтно-импульсного модулятора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу схемы.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения состоит из двухтактного с трансформаторным выходом усилителя мощности 1, содержащего силовые транзисторы 2

и 3, выпрямителя 4, емкости фильтра 5, сглаживающего дросселя 6, выполненного с дополнительной обмоткой 7, соединенной последовательно со средним выводом выходной обмотки щиротно-импульсного модулятора 8.

Работает преобразователь следующим образом.

С выходной обмотки трансформатора широтно-импульсного модулятора 8 снимаются двухполярные ШИМ-импульсы с паузой на нуле (фиг. 2). В установившемся режиме при непрерывном токе дросселя на его дополнительной обмотке 7 наводится переменная э.д.с. UT, амплитуда которой во время открытого состояния одного из транзисторов равна

// В - 11

Атр

где t/7oTK - амплитуда напряжения на обмотке 7 дроссе.пя 6 во время открытого состояния одного из транзисторов;

, f/H-величины напряжений на входе и выходе преобразователя; Ктр - коэффициент трансформации обмоток дросселя 6.

Во время закрытого состояния обоих транзисторов напряжение на обмотке 7 меняет свой знак, а его величина равна

П -

- 7закр - ., Атр

В результате сложения напряжения Vi с напряжением t/8 на базу транзисторов 2 и 3 поступают широтномодулированные управляющие сигналы и f/б,, без нулевой паузы, причем амплитуда отпирающего сигнала, поступающего на базы транзисторов, равна

и, + и,

«..-.. и

а амплитуда запирающего сигнала в течение его длительности может быть непостоянна

,,

б,закр- акр при

базакр в - Т Р ti t tzНа базах силовых транзисторов получаются широтно-модулированные управляющие импульсы без паузы на нуле.

Кроме того, данная схема позволяет уменьщить потери в сцдовых транзисторах, возникающих при несимметричном перемагничивании трансформатора усилителя мощности. Так, при насыщении силового трансформатора в конце одного из полупериодов напряжение на его выходной обмотке пропадает, возникающая при этом э. д. с. самоиндукции дросселя 6 открывает оба диода выпрямителя 4 и на базу открытого в это время транзистора подается разность напряжений 11& и Утзакр. Выбирая соответствующее /гзаир можно закрыть названный транзистор сразу после насыщения силового трансформатора. Этим значительно сокращаются потери в транзисторах, особенно при работе на высоких частотах и при материалах с прямоугольной петлей гистерезиса.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий транзисторный двухтактный усилитель мощности, выпрямитель, фильтр, состоящий из дросселя и конденсатора, и широтно-импульоный модулятор, вторичная обмотка трансформатора которого имеет среднюю точку, отличающийся

тем, что, с целью упрощения и повышения КПД дроссель снабжен дополнительной обмоткой, которая включена в цепь управления каждого из транзисторов усилителя мощности через соответствующую секцию указанной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.В. В. Андреев и др. «Высоковольтный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в сб. «Электронная техника в автоматике под ред. Ю. И. Конева, вып. 2, Энергия, 1971 г.

2.В. Ф. Басовский, «Транзисторные преобразователи напрял ения, «Техника, Киев,

1974, стр. 61.

v,

V-jOmK U-j закр.

;. t,

TD