Стабилизированный конвертор Советский патент 1978 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к области преобразовательной техники, а именно к преобразователям, выполненным на полупроводниковых приборах с унравляющим электродом, и может быть исиользоваио во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры , а также в устройствах управляемых электропроводов и автоматики.

Известеи стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, выполненный на двух транзисторных двухтактиых усилителях мощности с выходным наиряжением, равным сумме выходных напряжений каждого усилителя. Стабилизация выходиого напряжения осуществляется за счет фазового сдвига между паиряжепиями усилителей мощиости но иеии обратной связи. Недостатками даииого устройства являются сложность системы регулирования и невысокий КПД.

Известеи статический преобразователь постоянного паиряжения, выполненный на двух транзисторных инверторах, с выходным нанряжепием, равным сумме выходных нанряжеиий инверторов. Стабилизация выходиого напряжения осуществляется за счет изменения фазового сдвига между напряжениями ииверторов при помощи фазосдвигающего устройства в цепи общей отрицательной обратиой связи. К недостаткам

устройства также следует отиести его сложность, обусловленною необходимостью применения сиециальпого фазосдвигающего устройства, и низкий КПД.

Наиболее близким техиическим рещением к изобретению является преобразователь постоянного напряжеппя в постоянное. Устройство содержит ведущий п ведомый двухтактпые транзпсторпые инверторы с выходными трансформаторами. Синхронизирующие обмотки трансформатора ведущего инвертора п обмоткп положительпой обратной связи трансформатора ведомого инвертора подключены параллельно управляющим переходам трапзисторов ведомого инвертора через разделяющие диоды, а выходные обмоткн трансформаторов соединены иара:1,1ельно и связаны с выходными выводами иреобразователя через выпрямитель п фильтр.

Недостатком устройства является иизкая стабильпость выходного напряжения. Причем для повышения стабильности выходного напряжения преобразователь необходимо охватить цепью общей отрнцательпой обратпой связи, содержащей дополнительный регулятор н датчик рассогласования, что усложняет преобразователь и снижает КПД.

Целью изобретения является упрощение устройства стабилизации конвертора и повышение КПД за счет исключения нотерь мощности в цепях регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в конверторе синхронизирующие обмотки и обмотки положительной обратной связи, а также выходные обмотки трансформаторов соединены нопарно-последовательно. Последовательность соединений обмоток выполнена везде одинаковой.

Такой конвертор нозволяет получить стабильное выходное напряжение без значительного усложнения схемы, т. е. без дополнительного регулятора и датчика рассогласования, а также без общей отрицательной обратной связи и повысить КПД устройства.

На фиг. 1 представлена схема конвертора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на элементах схемы.

Конвертор содержит задающий генератор 1, ведущий 2 и ведомый 3 инверторы, выполненные соответственно на трансформаторах 4, 5 с выходными обмотками Ь, /, а также выпрямитель 8, сглаживающий фильтр 9, синхронизирующие обмотки 10, il трансформатора 4 и обмотки положительной обратной связи 12, 13 трансформатора 5. Выходные обмотки 6, 7 соединены носледовательно и связаны через выпрямитель 8 и фильтр 9 с выходом конвертора. Синхронизирующие обмотки 10 (llj соединены с обмотками положительной обратной связи 12 (13) в той же последовательностн, что н выходные обмотки 6, 7, и включены в цепь управляющего перехода соответствующего транзистора инвертора 3.

Ведущий инвертор 2 вырабатывает переменное напряжение прямоугольной формы, которое через синхронизирующие оомотки 10, 11 ноетунает на управляющие нереходы транзисторов ведомого инвертора 3 и синхронизирует их переключение. Выходное напряжение ведомого инвертора 3 отстает по фазе от напряжения ведущего инвертора 2 на время, необходимое для естественной коммутации транзисторов, что обусловлено последовательным включением синхронизирующих обмоток 10, И н обмоток положительной обратной связи 12, 13. Выходное нанряжение конвертора нолучается в результате суммирования выходиых напряжений трансформаторов 4, 5 выпрямления и сглаживания.

На фиг. 2,а показано напряжение на выходе ведущего иивертора; на фиг. 2,6 - то же на выходе ведомого инвертора; на фиг. 3,в - то же на выходе выпрямителя.

Как следует из фиг. 2,в, среднее значение 1 ыпрямлеииого наиряжепия, полученное иоелс сглаживания фильтром 9, за1 Иснт от времени коммутации /к транзиеторов ведомого инвертора 3. Характер этой зависимости при указанном соединении обмоток трансформаторов 4, 5 такой, что нри измеисиии тока нагрузки происходит изменение времени коммутации, вследствие измеиения режимов насыщения и рассасывання избыточиого заряда в базах транзнсторов ведомого иивертора, и среднее значение вынрямленного напряжения остается нензменным. При изменении нитающего напряжения время коммутации изменяется вследствие измеиения величины базовых токов транзисторов ведомого инвертора, что также приводит к комнеисации изменения наиряжеиия на выходе конвертора.

Основным преимуществом конвертора является простота схемы, а также высокий КНД при хорошей стабильности выходного папряження. Экспериментальная проверка данного устройства, выполненного на выходную мощность 810 Вт с чаетотой преобразования 50 кГц ноказала, что нестабнльность выходного напряжения не превышает 0,08 но напряжению питания и 0,03 В/А ио току нагрузки ири КНД 85%.

Формула изобретен н я

Стабилизированный конвертор, содержащий ведущий и ведомый двухтактные ииверторы с выходными трансформаторами, синхронизирующие обмотки трансформатора ведущего ннвертора и обмотки ноложительпой обратной связи трансформатора ведомого инвертора связаны с управляющими переходами транзисторов ведомого инвертора, а выходные обмотки трансформаторов связаны с выходными выводами коивертора через вынрямитель и фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения его конетрукции н иовышеиия КНД, сиихронизируюидис обмотки н обмотки положительHoii обратиой связи, а также и выходные обмотки траисформаторов соедииеиы попарно-последо)ипельио, при этом иоследовательность еоединеиий обмоток одииакова.

ipuz.l