Стабилизированный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 G05F1/56 

I

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к источникам питания радиоаппаратуры.

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения с внутренней стабилизацией, осуществляемой с помощью стабилитрона 1, 2.

Преобразователь содержит транзисторный автогенератор, к средней точке силовой обмотки которого подключен стабилитрон. Принцип действия такого преобразователя состоит в том, что, когда напряжение на силовой обмотке достигнет напряжения пробоя стабилитрона, через стабилитрон начинает протекать компенсирующий ток, ограничивающий ток смещения открытого в данный момент транзистора так, чтобы при любо.м изменении питающего напряжения напряжение на нагрузке оставалось неизменным.

Известны также преобразователи, в которых используются дополнительные транзисторы, включенные параллельно переходным переходам база-эмиттер основных транзисторов 3. В преобразователях, описанных выще, они выполняют только усилительные функции и являются только промежуточным звеном в цепи обратной связи. Кроме этого, в данном случае необходимо использование дополнитель2ных диодов для защиты дополнительных транзисторов.

Известен стабилизированный инвертор напряжения, взятый за прототип, выполненный по двухтактной схеме с выходным трансформатором и содержащий силовые транзисторы, связанные своими входами с обмоткой смещения и обмоткой обратной связи, к крайним выводам которой подключены диоды, а к средним - стабилитрон 4.

IQ Принцип действия данного инвертора аналогичен принципу действия преобразователей 1 и 2. Однако компенсирующий ток здесь создается обмоткой обратной связи. В связи с этим, в зависимости от числа витков обмотки обратной связи в преобразователе может быть

15 использован стабилитрон с необходимым напряжением стабилизации. Но это не устраняет основного недостатка - необходимости создания значительного по величине компенсирующего тока, что снижает КПД преобразователя, требует применения более .мощных стабилитронов. Кроме того, в таких преобразователях относительно низка стабильность выходного напряжения. Повышение стабильности преобразователя требует применения усилителя в цепи обратной связи, а обеспечение защиты перехо25ДОВ база-эмиттер транзисторов - дополнительных элементов защиты, что приводит к усложнению схемы преобразователя.

Целью изобретения является увеличение КПД, при одновременном улучшении стабильности инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что инвертор снабжен дополнительными транзисторами, переходы коллектор-эмиттер которых подсоединены к управляющим входам силовых транзисторов, базы-к указанным диодам непосредственно, и их управляющие переходы защунтированы резисторами. При этом дополнительные транзисторы работают по очереди в один из полупериодов генерируемого напряжения как диоды, а в другой - как усилители сигнала обратной связи, т.е. один транзистор заменяет и диод и транзистор одновременно, что упрощает устройство.

На чертеже приведена принципиальная схема стабилизированного инвертора.

Инвертор содержит двухтактный автогенератор 1 на транзисторах 2 и 3 с силовым трансформатором 4, источник питания 5, обмотку 6 для подключения нагрузки, обмотку обратной связи 7, стабилитрон 8, выпрямительные диоды 9 и 10. Автогенератор содержит дополнительные транзисторы 11 и 12 цепочками из параллельно соединенных резисторов 13, 14 и диодов 15, 16.

Инвертор работает следующим образом. Предположим, что в один из полупериодов работы инвертора открыт транзистор 2. При достижении на обмотке обратной связи 7 напряжения, равного напряжению пробоя стабилитрона 8, транзистор 11 приоткрывается, щунтируя входную цепь и уменьщая ток базы основного транзистора 2 автогенератора. Транзистор 2 переводится в режим э.миттерного повторителя, поддерживая напряжение на об.мотке обратной связи и на нагрузке на заданном уровне.

В другой полупериод работы автогенератора, при смене полярности напряжения на его обмотках транзистор 11 работает в инверсном режиме, открываясь током, протекающим через резистор 13 от обмотки смещения. При этом падение напряжения на транзисторе 11 закрывает основной транзистор 2 автогенератора. Напряжение на открытом транзисторе 11 не превыщает величины порядка 1 -1,5 в, что обеспечивает защиту перехода база-эмиттер транзистора 2 от перенапряжений (для фиксации этого напряжения можно включить параллельно резисторам 13 и 14 допонительные диоды 15, 16). Аналогично работает часть схемы на транзисторах 3 и 12.

Особенностью включения дополнительных транзисторов является то, что они работают в цепи переменного тока, создаваемого обмоткой

смещения, и в один из полупериодов напряжения являются усилителем сигнала обратной связи, а в другой полупериод при смене полярности напряжения работают в инверсном режиме как диод, ограничивая величину напряжения на переходах база-эмиттер основных транзисторов до безопасной величины. При этом необходимая величина тока смещения основных транзисторов автогенератора регулируется с помощью дополнительных транзисторов, а обмоткой обратной связи создается лишь незначительный по величине ток управления дополнительными транзисторами.

Таким образом, дополнительные транзисторы, включенные в преобразователе по предлагаемой схеме, одновременно выполняют следующие функции: являются регулирующим элементом и обеспечивают заданную величину тока смещения транзисторов автогенератора путем «отбора определенной части общего тока, создаваемого обмоткой смещения, что приводит к резкому снижению токопотребления по цепи обратной связи; являются усилителем сигнала обратной связи (в один из полупериодов генсрируе.мого напряжения), улучшают стабильность выходного напряжения и являются диодами (в другой полупериод напряжения) и обеспечивают коммутацию основных транзисторов и защиту переходов база-эмиттер основных транзисторов от возможных перенапряжений.

Формула изобретения

Стабилизированный инвертор, выполненный по двухтактной схеме с выходным трансформатором, содержащий силовые транзисторы, связанные своими входами с обмотками смещения и обратной связи, к крайни.м выводам которой подключены диоды, а к среднему - стабилитрон, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД при одновременном улучшении стабильности, он снабжен дополнительными транзисторами, переходы коллектор-эмиттер которых подсоединены к управляющим входам силовых транзисторов, базы - к указанным диодам непосредственно, а их управляющие переходы зашунтированы резисторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 342269, Н 02 М 7/04, 1970.

2.Патент США № 3629682, 321-2, 1971.

3.Патент Англии № 1312420, G 3 R, 1973. 4. Авторское свидетельство СССР ЛЬ 242983,

Н 02 М 3/335, 1966.