Стабилизированный транзисторный конвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к области элек тротехнической промышлеьшости и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания радиоэлектрон- -НОЙ аппаратуры, различных устройств и систем автоматики с значитетьно изменяю шейся потребляемой электроэнергией. Известны стабилизированные транзисторные конверторы и . Недостатком конверто)а является то, что КПД устройств существенно уменьшается при изменении нагрузки в широком диапазоне, при отклонешш ее от оптимального значения. Наиболее близким по технической сущности является транзисторный конвертор содержащий усилитель мощности с выходйым трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр под ключена к выходным выводам, входы тран зисторов усилрггеля моитости связаны с широтно-импульсш.1М модулятором, гфичем в базов -1е цепи этих транзисторов включая рег -лируи111ий эломеит, управляющим входом подключенный к выходу дифферен1шал ого усилителя, первый вход которого через датчик связан о цепью нагрузки, и второй выход 3. Недостатком данного устройства является то, что из-за наличия рвзисторНЫ.Х датчиков в цепях питания усилителей мощности в значительной степени снижается КПД устройства, рассчитанного на большую выходную мощность (более нескольких сот ватт) и работу от первичного источника тока с низким (6-12 в) уровнем напряжешш. Цель изобретения - повышение КПД транзисторного конвертора с низким входным напряжением. Цель достигается тем, что в стабилизированном конвертере, содержащем усилитель мощности с выходным трансформатором. Вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, входы транзисторов усилителя мощности связаны с щиротно-импульсным модулятором, причем в базо37вые цепи этих транзисторов включен регулирующий элемент, упршшяюищм входом подключенный к выходу диф41ере1шиальгного усилителя, первый вход которого через датчик связан с цепью нагрузки, указанный датчик выполнен в виде дополшггельной обмотки трансформатора, выпрямителя и фильтра, а второй вход дифференциального усилителя подключен к выходшлм выводам конвертора, На чертеже приведена схема стаб1тизировашюго транзисторного конвертора. Стабилиз фованный транзисторный конвертор содержит задающий генератор 1, ОДШ1 выход которого соединен с первы входом регулирующего элемента 2. Выход регулирующего элемента соединен с первым входом прерывателя 3, соеди-. ненного своим выходом со входом усилителя мощности 4. Усилитель моищости через одну вторичн ю обмотку трансформ тора, выпрямитель 5, фильтр 6 и. через дополнительную обмотку трансформатора, выпрямитель 7, фильтр 8 соединен со входами дифференциального усилителя 9, выход которого соединен со вторым входом регул1фующего элемента 2. Выход фильтра 6 соединен с одним входом широ но-импульсиого. модулятора 10, другой вход которого соединен со вторым выходом задающего генератора 1, а выход модулятора со вторым входом прерывате При подключении к первичному источн ку тока транзисторный конвертор переводится в динамический режим работы, при этом импульсы прямоугольной формы высокой частоты с аада ощего генератор 1 поступают в Щ1фотно-имнульсный моду лятор Ю. На другой вход его поступает напряже1ше с выхода фильтра 6, В широтно-импульсном модуляторе 10 по этим двум напряжениям формируется последовательность импульсов с заданно частотой и изменяющейся длительностью Сформирова1шые по длительности импуль сы поступают на один из входов прерь вателя 3. Прерыватель 3, отп1фаясь на время, равное длительности импульсов, поступающих с широтно-икшульсного модулятора Ю подает импульсы управлени в боаы транзисторов усшиггеля мощности Л, С основного выхода ус1и1ителя мощ ности 4 сшгмается напряжение прямоугольной форк1ы, которое далее выпрямля втся фильтруется узлом 6 и подается на выход транзисторного конвертора, а также На вход Ш1фотно-импульсного мо74дулятора 10. Таким образом обеспечивается отрицательная обратная связь по напряжению, а следовательно стабилизация выходного напряжения зп счет автоматического регулирования длительности управляющих импульсов. При отклонении выходной мощности конвертора от оптимального значения допошштельно осуществляется обратила связь с помощью дифференциального уси лителя 9, на один вход которого поступает сигнал с.дополнительной обмотки трансформатора усилителя мощности 4 через выпрямитель 7 и фильтр 8. На другой вход дифференциального усилителя 9 подается стабильное напряжение с выхода конвертора, которое является для дифференциального усилителя опорным напряжением. Сигнал рассогласовшшя с дифферерщиального усилителя 9 поступает на регул1фующий элемент 2, на основной вход которого поступает переменное напряжение прямоугольной формы с задающего генератора 1. Однополярные импульсы разной амплитуды (в зависимости от сигнала рассогласования) с выхода узла. 2через прерыватель 3 поступают в базовые цепи транзисторов усилителя мощности 4, т.е. для обеспечения высокого .КПД устройства во всем диапазоне изменения нагрузки конвертора введено дополш1тельное регулирование амплитуды управляющих импульсов в зависимости от величины нагрузки. Автоматическое регулирование амплитуды управляющих импульсов обеспечивает оптимальный рережим работы усил.ителя мощност 4. Этот режим обеспечивается в транзисторном конверторе тем, что с уменьшением выходной нагрузки it3-3a влияния внутреннего сопротивления узлов 4, 5, 6 уменьшается длительность управляющих импульсов (так как при этом первоначально возрастает напряжение на выходе основного фильтра 6, срабатывает отр щательная обратная связь по напряжению для обеспечения стабилизации выходного напряже шя), и, как следствие, уменьшается напряжение на выходе выпрямителя 7 и фильтра 8, не охваченных отрицательной обратной связью по напряженто. Благодаря этому на выходе дифференциальногх5 усилителя 9 появляется сигнал рассогласования, который подзапирает регулируемый элемент 2. Последний уменьшает ампл1Ггуду вьшря мленного напряжения, поступающего далее через прерыватель 3в базовые цепи усилителя мощности 5 4 и тем самым обеспечивает необходимую для данной выходной мощности оптимальную величш1у входного (базового) тока, а следовательно, и максимал ный КГ1Д конверт за по всему диапазону изменения выходной мощности. Формула изобретения Стабш1И31фованный транзисторный конвертор, содержащий усилитель мощности с выходным трансформатором вто ричная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, входы транзисторов усилителя мощности связаны с широтно-импульс1й1 модулятором, причем в базовые цепи этих транзисторов включен регулирую76щий элемент, управляющим входом подключенный к выходу дифференциального усилителя, первый вход которого через датчик связан с цепью нагрузки, и второй выход, отличающийся тем, что, с целью увеличе1шя КПД указанный датчик выполнен в виде дополнительной обмотки трансформатора, вьшрямителя . и фильтра, а второй вход подключен к выходным выводам конвертора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР . № 28806.3, кл. Q 05 F 1/10, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 505097, кл. Н 02 М 3/335, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2038598/07, кл. Н 02 М 7/537, 1974.