Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1979 года по МПК H02M3/335 H02H7/12 

1

Изобретение относится к электрртех|НИке и может быть использовано в беотраксформаторных сетевых блоках питания

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения в поотоянное Г1, 2..

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного ьшпряжения в постоянное, содержащий мостовой усилитель мощности, первые два транзистора которого соединены коллекторами, вторые два - эмиттерами и иопользованы в качестве транзисторов з&дающего генератора с переключающим трансформатором с четырьмя вторичными Iобмотками, две из которых соединены с базами указанных транзисторов, в одну из диагоналей мостового усилителя мощ- ности включена первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель с фильтром соединена с выходными вывода1 1и, а

другая диагональ мостового усилителя мощности соединена с входными выводами делитель напряжения, одним выводом соединенный с эмиттерами двух вторых указанных транзисторов мостового усилите- ля мощности, и блок управления, управляющим входом соединенный с выходными выводами.

Недостаток известного преобразователя - плохие динамические свойства, определяемые инерционностью индуктивности сглаживающего фильтра, наличие которого в схеме обязательно при щиротноимпульсном принципе регулирования напряжения.

Для этого в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем мостовой усилитель мощности, первые два транзистора которого с6ед1шены коллекторами, а вторые два - эмиттерами н использованы в качестве транзисторов эадаюшего генератора с переключающим, трансформатором, |имеющим четыре вторичные обмотки, две НО которых сооднне)1Ы с базами указанных транзисторов, в одну из диагоналей мостового усилителя мощности включена первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через вьшрямитель q фильтрюм соединена с выходными выводами, а другая диагональ мостового усилителя мощности соединена с входными выводами, делитель напряжения, одним выводом соединенный с эмиттерами двух вторых указанных транзисторов мостового усилителя МОШ:ности, и блок управления, управляющим входом соединенный с выходными вывбда ми, в качестве блока управления использован стабилизатор напряжения компенсационного типа, входом соединенный с входными выводами, а одним из выходных выводов - с коллекторами двух введенных транзисторных ключей, эмиттер каждого из которых соедтшен с базой соответх твуюшего из указанных первых двух транзисторов мостового усилителя мощности, а база - с соответствующей из двух вторичных обмоток переключающего трансформатора, первичная обмотка которого через введенные развязывающие диоды включена в первую из указа-нных диагоналей мостового усилителя мощности, а другой вывод делителя напряжения соединен с коллекторами введенных тран зисторных ключей, кроме того, с целью защиты от короткого замыкания переклю чаюшш трансформатор снабжен дополнитель.ной обмоткой, подключенной через введенный выпрямитель к выходным рыводам. На чертеже приведен стабилизированHbrii преобразователь напряжения, принципиальная схема. Преобразователь содержит мостовой усилитель мощности, выполненный на пер вых двух транзисторах 1-2, соединенных коллекторами, вторых двух транзисторах 3-4, соединенных эмиттерами, и выходной трансформатор 5. Выпрямитель 6 под ключен ко вторичной обмотке выходного трансформатора 5, задающий генератор 7вьтолнен на вторых двух транзисторах 3-4 с переключающим трансформатором 8и делитель 9 напряжения. Первичная обмотка 10 переключающего трансформатора 8 через развязывающие диоды 11-1 подключена к коллекторам транзисторов 3-4, средняя точка первичной обмотки 1О подключена к делителю 9 напряжения Компенсационный стабилизатор 13 напряжения входом подключен к зажиму источникн питания, а выходом через транзисторные ключи 14-15 - к базам транзисторов 1-2 мостового усилителя мощности. Делитель 9 напряжения подключен параллельно выходу компенсационного стабилизатора 13 напряжения. Переходы эмиттер-база транзисторов 3-4 и 14-15 подключены ко вторичным обмоткам переключающего трансформатора 8, Дополнительная обмотка 16 переключающего трансформатора 8 через введенный выпрямитель 17 подключена к выходу выпрямителя 6. Компенсационный стабилизатор 13 по цепи управления соединен с выходными зажимами преобразователя. Преобр азователь работает следующим образом. Напряжение на выходных зажимах преобразователя стабилизируется по замкнутой компенсационной схеме путем изменения падения напряжения на переходах эмиттер-коллектор транзисторов 1-2 мостового усилителя мощности, которые одновременно выполняют функции переключающих и регулирующих транзисторов. Транзисторы 3-4 мостового усилителя мощности работают в режиме переключения. Стабилизация напряжения на выходных зажимах поддерживается за счет компенсационного стабилизатора 13, выходное напряжение которого через транзисторные , ключи 14, 15 поочередно подается на базы транзисторов 1, 2 мостового усилителя мощности, а эмиттерной нагрузкой этих транзисторов является первичная обмотка трансформатора 5. Таким образом избыточное напряжение гасителя на переходах эмиттер-коллектор транзисторов 1, 2, а на первичной обмотке трансфор-. матора 5 поддерживается стабилизированное напряжение. Подключение компенсационного стабилизатора 13 к базам транзисторов 1, 2 позволяет выполнить его маломощным. Коммутация транзисторных ключей 14, 15 осуществляется от вторичных обмоток переключающего трансформатора 8 задающего генератора 7, выполненного на транзисторах 3, 4 по двухтактной схеме. Питание задающего генератора 7 осуществляется от. одного из 1леч делителя напряжения 9. Параметры целителя 9 выбраны так, чтобы напряжение на первичной обмотке 10 переключающего трансформатора 8 было меньйе, чам на перв тчной обмотке трансформатора 5, поэтому первичная обмотка 10 переключающего трансформатора 8 подключена

5690596

к коллекторам транзисторов 3, 4 через развязывающие диоды 11, 12,

Стабилизированное напряжение снимается с выходных зажимов, подклютен о 1х через выходной выпрямитель 6 ко вторичной обмотке выходного трансформатора 5. Для защиты мостового усилителя от короткого замыкания дополнительная обмотка 16 переключающего трансформатора 8 через введенный выпрямитель 17 подключен к выходным зажимам, величина напряжения на введенном выпрямителе 17 меньще величины напряжения выходного вьгарямителя 6, поэтому питание нагрузки осуществляется только от выходного выпрямителя 6. При коротком замыкании на выходных зажимах вторичная обмотка 16 переключающего трансформатора 8 через выпрямитель 17 закорачивается, происходит срыв ген арапии задающего генератора 7, Транзисторы 3, 4 и 14, 15 закрываются и выход преобразователя обесточиёается. Так как в преобразователе все избыточ ное напряжение гасится на транзисторах 1, 2 мостового усилителя мощности, одновременно роль переключающего и регулирующего элементов, из. выпрямителя исключен инерционный элемент - сглаживающий дроссель. Следовательно динамические свойсгва преобразователя определяются быстродействием компенсационного стабилизатора 13, которое значительно выше чём быстродействие щиротно-импульсного модулятора его прототипа. Вместе с тем вторая пара транзисторов усилителя мощности выполняет функции транзисторов задающего генератора и нет необходимости в дополнительных источниках питания, что упрощает схему преобразоЕ|ателя, Формула изобретения 1. Стабилизированный преобразовател постоянного напряжения в постоянное, содержащий мостовой усилитель мощности, первые два транзистора которого соединены коллекторами, а вторые - эмкттерами и использованы в качестве транзисторов задающего генератора с перекггючающим. трансформатором, имеющим четыре вторичные обмотки, две из котоРых соединены с базами указанных транзисторов, в одну из диагоналей мостово го усилителя.,мощности включена первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через вьшрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, а другая диагональ мостового усилителя мощности соединена с входными выводами, делитель напряжения, одним выводом соединенный с эмиттерами двух вторых указанных транзисторов мостового усилителя мощности, и блок управления;, управляющим входом соединенный с выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью улучщения динамических .свойств преобразователя, в качестве блока управлен{ш использован стабилизатор напряжения,компенсационного TJma, входом соединенный с входными выводами, а одним из выходных выводов - с коллекторами двух введенных транзисторных ключей, эмиттер каждого из которых соединен с базой соответствующего из указанных первьгх двух транзисторов мостового усилителя мощности, а база - с соответствующей из двух вторичных обмоток переклю1чающего трансформатора, первичная обмотка которого через введенные развязывающие диоды включена в первую из указанных диагоналей мостового усилителя мощности, а другой вывод делителя напряжения соединен с коллекторами введенных транзисторных ключей, 2. Стабилизированный преобразователь напряжения по п, 1, отличаю1д и и с я тем, что, с целью защиты от короткого замыкания, переключающий трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, подключенной через введенный выпрямитель к выходным выводам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 508883, кл. Н О2 М 7/515, 1974, 2.Авторское свидетельство СССР J9 473994, кл. О- 05 F 1/64, 1973,