Стабилизированный конвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M3/335 

1.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания вычислительной техники и радиоэлектронной аппаратуры.

Известен стабилизированный конвертор, содержащий транзисторный усилитель мощности и широтно-импульсный модулятор 1.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный конвертор, содержащий транзисторный усилитель мощности, входом соединенный с выводом для подключения питающего источника, а выходом через выпрямитель с фильтром - с выводом для подключения нагрузки, к которому подсоединен одним входом узел сравнеНИН, другим входом соединенный с формирователем пилообразного напряжения, а выходом - с одним входом формирователя управляющих импульсов, выход которого подключен к управляющему входу усилителя мощности 2J.

Целью изобретения является повышение надежности путем защиты транзисторов усилителя мощности от перегрузок по току при включении и исключение иеререгулирования выходного напряжения конвертора.

Эта цель достигается тем, что стабилизированный конвертор снабжен конденсатором с подключенным к его выводам дополнительно введенным узлом перезаряда конденсатора,

причем один вывод конденсатора соединен через последовательно соединенные диод и резистор с формирователем пилообразного напряжения, а другой вывод - с другим входим формирователя управляющих импульсов.

Функциональная схема стабилизированного конвертора представлена на чертеже.

Стабилизированный конвертор содержит транзисторный усилитель мощности 1, выходом через выпрямитель 2 с фильтром 3 подключенный к выводу для подключения нагрузки, к которому подсоединен одним входом узел сравнения 4, другим входом соединенный с формирователем о пилообразного напряжения, а выходом - с одним входом формирователя b управляющих импульсов, с други.1 входом которого соединен один вывод конденсатора 7, другим выводом через последовательную цепь: диод 8 и резистор 9, - соединенного с формирователем пилоооразного напряжения Ь, причем конденсатор У подключен к узлу 1U своего перезаряда, состоящему из транзисторов И, 1, резисторов 13-17, диода 18 и стаоилитрона 1У и запитанного от вспомогательного источника питания 20.

Стабилизированный конвертор работает следующим образом.

При подключении конвертора ко входному напряжению, когда выходное напряжение вспомогательного источника 20 еще не достигло номинального значения н меньше напряжения стабилизации стабилитрона 19, транзистор 11 закрыт. Через резисторы 13 и 14 на вход формирователя 6 управляющих импульсов подается ток, блокирующий поступление управляющих импульсов на силовые транзисторы усилителя мощности 1. Одновременно транзистор 12 открыт током, поступающим на его базу через резисторы 13, 15 и происходит заряд конденсатора 7 с полярностью, указанной на чертеже, по цепи: «плюс вспомогательного источника питания 20, резисторы 13, 14, конденсатор 7, переход коллектор-эмиттер транзистора 12, «минус вспомогательного источника питания 20.

При дальнейщем нарастании напряжения вспомогательного источника начинает стабилизировать стабилитрон 19, и в базу транзистора И поступает ток, ограниченный сопротивлением резистора 17. Транзистор 11 отпирается, транзистор 12 запирается и прекращается подача тока через резистор 14 на вход формирователя управляющих импульсов 6. Однако формирователь 6 остается заблокирован током перезаряда конденсатора 7 от лилообразного напряжения, поступающего из формирователя пилообразного напряжения 5 по цепи: резистор 9, диод 8. По этой цепи происходит медленный перезаряд конденсатора 7. В моменты, когда напряжение на конденсаторе 7 становится больще пилообразного напряжения, на вход формирователя 6 поступают медленно расщиряющиеся отрицательные импульсы, длительность которых определяет длительность управляющих импульсов силовых транзисторов усилителя мощности 1.

Таким образом на фильтр 3 от выпрямителя поступают импульсы напряжения со скважностью медленно изменяющейся от весьма больших значений до величин, определяемых модулированным импульсным сигналом узла сравнения 4. Большие продолжительности пауз обеспечивают разряд дросселя фильтра 3 и он не может насытиться. Импульсы коллекторных токов силовых транзисторов усилителя мощности 1 медленно увеличиваются и не превышают значений установившегося режима. Выходное напряжение плавно нарастает до номинального уровня стабилизации без перерегулирования. Скорость процесса определяется емкостью конденсатора 7.

В дальнейшем конденсатор 7 заряжается до напряжения по величине равного амплитуде

пилообразного напряжения с полярностью, обратной по отношению показанной на чертеже, и пусковая цепь, связанная со входом формирователя 6, перестает влиять на установившийся рабочий режим конвертора.

При выключении конвертора выходное напряжение вспомогательного источника снижается и, когда стабилитрон 19 перестает стабилизировать, транзистор 11 запирается, транзистор 12 отпирается. Конденсатор 7 разряжается по низкоомной цепи: переход коллектор- эмиттер транзистора 12, диод 18, резистор 16 - и конвертор быстро подготавливается к очередному включению.

Коллекторная и базовая цепь транзистора 11 подключены к вспомогательному источнику 20, от которого также питаются узел сравнения 4 и формирователи 5 и 6.

Формула изобретения

Стабилизированный конвертор, содержащий транзисторный усилитель мощности, входом соединенный с выводом для подключения питающего источника, а выходом через выпрямитель с фильтром - с выводом для подключения нагрузки, к которому подсоединен одним входом узел сравнения, другим входом соединенный с формирователем пилообразного напряжения, а выходом - с одним входом формирователя управляющих импульсов, выход которого подключен к управляющему входу усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем защиты транзисторов усилителя мощности от перегрузок по току при включении и исключения перерегулирования выходного напряжения конвертора, он снабжен конденсатором с подключенным к его выводам дополнительно введенным узлом перезаряда конденсатора, причем один вывод конденсатора соединен через последовательно соединенные диод и резистор с формирователем пилообразного напряжения, а другой вывод - с другим входом формирователя управляющих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №417779, кл. G 05F 1/56, 1972.

2.Сборник научных трудов ЦНИИСКО, Киев, 1973, вып. 6, стр. 88-91.

Ue,

USM.