Стабилизированный конвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.5

Известен преобразователь напря- / жёния 1, который содержит задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор, усилитель мощности, выпрямитель,фильтр, Ю цепь обратной связи,делитель частоты и два селектора,вход делителя частоты подключен к выходу задающего генератора, входы селекторов .к выходу делителя частоты и выходукомпаратора, выходы селекторов ко входу усилителя мощности.

Известен преобразователь напряжения .2 , который содержит генератор пилообразного напряжения, 20 схему сравнения, коммутатор, усилитель, мощности, триггер, узел синхронизации, трансформатор, выпрямитель с фильтром. Между выходом устройства и схемой сравнения вклю- 25 чан усилитель обратной связи. Коммутатор выполняет те же функции, что и-селекторы импульсов в преобразователе 1. Стабилизация осуществляется за счет изменения дли- JQ

тельности импульсов, поступающих

с выхода схемы сравнения через ком-.

мутатор на вход усилителя мощности.

Выходное напряжение в этих устройствах равно среднему за период значению импульсов напряжения на выходе выпрямителя и выделяется, как правило, индуктивно-емкостным фильтром,

К недостаткам известных устройств можно отнести то, что при включений на вход фильтра в первый момент времени пойтупает немодулированное напряж.ение. При этом в контуре, образованном дросселем и конде{1сатором фильтра, возникает переходной процесс, приводящий к появлению выбросов выходного напряжения, Снимаемого с конденсатора, сверх номинального значения и возникновению аномально-больших токов, протекающих через дроссель, а следовательно, и через транзисторы усилителя мощности. Это может привести к выходу из строя элементов усилителя мощности и питаемой аппаратуры. Неисправности в последовательной цепи, соединяющий выход устройства со уходом элемента, преобразующего

йосТоянное напряжение в последовательность импульсов (комйаратор в преобразователе 1 и схема сравнения в преобразователе (2) и неисп равности самого элемента существенным образом влияют на правильную работу всего устройства. Если в цепи обратной связи или. компараторе в преобразователе I или в усилителе обратной связи и схеме сравнения в преобразователе 2 произойдет неисправность , при которой на выходах кЪмпаратора или схемы сравнения установится напряжение, позволяющее имп ьсам с выходов делителя частоты прдходить на вход усилителей мощности без модуляции, то выходное напряжение в этих устройствах увеличи.вается в 1,5-2 раза,что,как правило, недопустимо для питаемой аппаратуры.

Из известных устройств наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является стабилизированный конвертор, который содержит силовой выпрямитель, выход Которого подключен к входу фильтра, а вход к выходу усилителя мощности на транзисторах, база каждо jfo из которых через резисторы соеди1ёна с выводами управляющих полуобмо через диоды с выводами запирающих полуобмоток, трансформаторы предварительных усилителей, щиротноимпульсный модулятор, один вход ко fCiporo соединен с выходом устройства через цепь обратной связи, а другой через формирователь пилообразного напряжения с выходом задаюдего генера- ора, элементы И, делители частоТы, инверторы и вспомогательный стабилизатор напряжения. Данное устройство имеет следующие недостатки. При уменьшении входного напряжения широтно-импульсный модулятор будет увеличивать длительность

иМйульсЬв, поступающих на базы сило вы5с транзисторов с управляющих обмоток . При Некотором минимальном значёййй входного напряжения запас регулирования выходного напряжения будет SfciepnaH и на выходе модулятора установится постоянное напряжение, при которбм импульсы с выходов Делителя частоты будут проходить на базы транзисторов предварительньах усилителей без изменения длительности. При этом в форме напряжения, снимаемогА со вторичных полуойлоток управляющего трансформатора будет отсутствовать пауза на нуле . Отсутствие паузы между управл.яющимй импульсами, поступающими на базы силовых

7 р1Ш йст6рЬв приводит к появлению сквозных токов, в несколько раз превьиаающих номинальные значения коллекторных токов. Большие импульсные перегрузки по мощности и току, обус йо1лённйё наличием сквозных токов, снижают надежность преобразователя.

При значительном уменьшении выходного напряжения вспомогательного стабилизатора, при его неисправности силовые транзисторы выходят из насыщения и начинают работать в активной области. При этом резко увеличивается мощность, рассеиваема ;транзисторами, что в конечном итоге может привести, к выходу их из строя Увеличение напряжения при его неисправности приводит к возрастанию управляющего и запирающего напряжений, прикладываемых к переходам база - эмиттер силовых транзисто- . ров, которые становятся равным или даже несколько превышакядим предельно допустимое значение.

Если в. цепи обратной связи или широтно-импульсном модуляторе произошла неисправность, приводящая к установлению на его выходе такого напряжения, при котором импульсы с выходов делителя частоты через схемы И поступают на базы транзисторов (предварительного управляющего усилителя) без изменения длительности, т.е. без модуляции, то широтно-импульсный модулятор не оказывает влияния на работу устройств и преобразЬватель теряет свои стабилизирующие свойства. Кроме нарушения нормальной работы преобразователя, это приводит к тому, что из-з отсутствия паузы между импульсами, конденсатор выходного фильтра заряжается до амплитудного значения прямоугольного напряжения, и напряжение на выходе преобразователя может превышать номинальное в 1,5-2 раза, что недопустимо для питаемой аппаратуры..

При включении преобразователя напряжение на выходе фильтра в первый момент равно нулю. На выходе широтно-импульсного модулятора устанавливается постоянное напряжение, при котором на базе силовых транзисторов усилителя мощности со вторичных полуобмоток управляющего трансформатора поступает немодулированное прямоугольное напряжение.

Аналогичное напряжение с выхода усилителя мсадности через выпрямитель поступает на вход Фильтра. Известно, что при включении выпрямителей, работающих на индуктивноемкостной фильтр, возникает пере- . ходной процесс в колебательном контуре, образованном дросселем и конденсаторе. При этом на конденсаторе возможно появление значительных перенапряжений, а в дросселе возникновение аномально-больших токов. Нарастание напряжения на конденсаторе фильтра отстает по

фазе от роста тока в дросселе. Поэтому, когда напряжение на конденсаторе достигает величины, после . которой дальнейший рост выходного напряжения, переданного по цепи обратной связи на вход широтно-импульсного модулятора, будет отрабатываться за счет уменьшения длительности импульсов, ток в дросселе может в несколько раз превышать установившееся значение. Поскольку энергия на фильтр поступает через силовые транзисторы уси лителя мощности, при включении преобразователя коммутируемые транзисторами токи могут значитель но превышать свои установившиеся значения, что может привестик выходу их из . Кроме того, поскольку на время устайовления номинального выходного напряжения силовые транзисторы уп|равляются немодулированным прямоугольным напряжением, в котором отсутствует пауза на нуле,возник щие при включении значительные пер груьки по току и мощности в транзисторах, вызванные переходным про цессом в фильтре, усугубляются появлением сквозных токов. Опережающее нарастание тока в дросселе приводит к тому, что к мо менту времени, когда напряжение на конденсаторе достигает номинального значения, ток в дросселе превышает свое установившееся значение; так как этот ток является зарядным током конденсатора, то заряд конденсатора будет продолжаться и напряжение на нем увеличиваться. Это |выходное напряжение, увеличенное сверх номинального значения, через цепь обратной связи поступает на вход широтно-иМпульсного модулятора. Стремясь поддержать выходное напряжение постоянным, широтноfимпyльcный модулятор уменьшает дли тельность импульсов, поступающих на вход фильтра. Но так как фильтр является инерционным звеном и ток дросселя мгновенно измениться не мЬжет, то еще некоторое время он будет продолжать заряжать конденсатор, что приведет к появлению выброса выходного напряжения.; Таки образом, нарастание выходног о напр жения при включении преоб1 аэова теля будет сопровождаться появлением выброса выходного напряжения, длительность и амплитуда которого определяются параметрами фильтра. ; Наличие выброса выходного напряжения в большинстве случаев недопустимо для питаемой аппаратуры. Таким образом, перечисленные не Достатки .могут служить причиной вы ;да из строя как преобразователя,та Ипитаемой аппаратуры, что снижает надежность системы в целом. Целью изобретения является повы шение надежности стабилизированного преобразователя. Поставленная цель достигается тем,, что стабилизированный конвертер, который содержит силовой выпрямитель с фильтром, подключенный к выходному трансформатору двухтактного усилителя мощности на транзисторах, базы которых через резисторы соединены с выводами полуобмоток трансформатора управляющего предварительного усилителя и через диоды подключены к выводам полуобмоток запирающего предварительного усилителя, каждый из которых выполнен по двухтактной схеме на транзисторах, причем базы первого из них соединены с выходами первой пары, а базы второго с выходами второй пары.логических элементов И, причем nepiebie входы первой пары соединены с соответствующими выходами первого делителя частоты, а первые входы второй с соответствующими выходами второго делителя частоты, вторые же входы пер-, вой пары соединены с выходом широтно-импульсного модулятора непосредственно и через инвертор подсоединены ко вторым входам второй пары, первый входширотнО-импульсного модулятора связан с выходом формирователя пилообразного напряжения, а второй вход - с выходными выводами, входы делителей частоты соединены между собой через другой инвертор, причем вход последнего подключен к выходу задающего генератора и ко входу формирователя пилообразного напряжения и вспомогательный стабилизатор напряжения связанный со входами предварительных усилителей, снабжен источнике .опорного напряжения, первьвл и вторым двухрезистивными делителями напряжения, подключенными, к выходу вспомогательного стабилизатора, и кс шаратором, первый вход которого подключен к средней точк% первого резистивного делителя и через обратный диод ко второму входу широтно-импульсного модулятора, первый же вход последнего связан со средней точкой второго резистивного делителя и через первый конденсатор с выходом формирователя пилообразного напряжения, который через второй конденсатор соединен со вторым входом упомянутого к(М таратора, подключенным через резистор к средней точке . RC -цепи, резистивный вход которой связан с вьссодом опорного источника, причем выход компаратора подкЛочен к третьiiM входампервой пары логических элементов И, а второй вход широтноимпульсного модулятора подключен к одному из входных выводов непосредственно. Яа фиг I показана функциональная Ьхема предлагаемого конвертора; Ha фиг.2-диаграммы напряжений в ха рактерных точках схемы. Стабилизированный.конвертор содержит силовой выпрямитель 1с фильтрсм 2, полключенный к трансфор матору двухтактного усилителя мощно сти на -силовых -транзисторах 3,4, базы которых соединены через резисторы 5,6 с полуобмотками 7,8 трансформатора 9 управляющего предварительного усилителя на транзисторах 10, 11 и через диЬды 12, 13 с полуобмотками 14, 15 трансформатора 16 запйраютцего предварительного усилителя на транзисторах 17, 18. Базы f v aH3HCTopoB управляющего усилителя подкпкчены к выходам первой пары лог чёских элементов И 19, 20, а базы запрещающего - к выходам вто 1эрй пары логических элементов И a,v,.- 2j 22. Первые Входы пепвой пары соединены с выходом широтно-импульсного Модулятора 23 непосредственно а первые входы второй пары - через первый инвертор 24; вторые же вход пегзвой нодключены; к сбЬтвет ст юЩйм входам первого делителя часто 25, а; второй пары - .к соотвётствую «... .-. Щи второго делителя часто . Задающий гене;ITOP 27 связан со входом второго делителя частоты через второй инвертор 28, а сЪ входом первого и входом форми Рвватёля пилообразного наггряжёнйя 29 непосредственно. ha выходе вспо могательного стабилизатора напряжения 30 установлены первый делитель напряжения на резисторах 31, 32, второй делитель напряжения на резисторах 33,34 и опорный источник 35. Средняя точка первого Дели теля напряжения соединена с инвертирующим входом 36 компаратора 37. На выход опорного источника подклю чена интегрирующая цепь из резисто 38 и конденсатора 39, средняя точка которой через резистор 40 соединена с неинвертирующим входом 41 ;кьйпаратора, пбдключённым через конденсатор 42 к выходу формирователя пилообразнозге напряжениями через конденсатор 43 к средней точ ке второго делителя напряжения, ко рая подключена к неинвертирующему 44 шйротно-импульсного модулятора, а его инвертирующий вход 4 подключен через прямой диод 46 к ПЛОДУ 36 компаратора и к выходу фильтра 2 непосредственно. Стабилизированный конвёртор работает следующим образом. При пойаче йхояногб йапряжения эёшающий генератор 27 начинает вырабатыяать пос;леяовательность прямоугольных импульсов (фиг. 2).С йьисода задающего генератора 27 ши пул:ьсы поступают на входы делителей частоты 25, 26. С выходов де8лителей частоты 25, 26 прямая и инверсная последовательности импульсов ( Ujig фиг. 2) с Частотой, в два раза меньшей частоты работы задающего генератора 27, поступают на входы элементов и 19, 20 и 21, 22. Прохождение импульсов через злементЬг И зависит от напряжений на выходах шйротно-импульсного модулятора 23 и компаратора 37. В свою очередь, напряжения на выходах шйротно-импульсного модулятора 23 и, компаратора 37 зависят от напряжений на их входах. С выхода первого делителя напряжения на резисторах 31, 32 напряжение поступает на инвертирующий вход 3)6 компаратора 37. Пеинвертирующий вход 44 шйротно-импульсного модулятора 23 соединен с выходом второго делителя напряженияна резисторах 33, 34. На этот же вход черезразвязывающий конденсатор 43 подается .пилообразное напряжение с выхода формирователя пилообразного напряжения 29. Через развязывающий конденрсатор 42 пилообразное напряжение поступает на неинвертирующий вход 41 компаратора 37. Этот же вход через резистор 40 соединен с конденсатором 39 интегрирующей цепи, состоящей из резистора 38 и конденсатора 39. В первый момент времени после включения напряжение на выходах первого и второго делителей напряжения(соответственно резисторы 31, 32иЗЗ, 34) и соединенных с ними инвертирующем входе 36 компаратора 37 и неинвертирующем входе 44 шйротно-импульсного модулятора 23 устанавливается сразу. Напряжение на выходе устройства- и соединенном с ним инвертирующем входе 45 шйротно-импульсного модулятора 23 равно нулю. С выхода источника опорного напряжения 35 напряжение через и.нтегрирующую цепь (рез.истор 38, конденсатор 39) и резистор 40 поступает на неинвертирующий вход 41 компаратора 37 и в первый момент также равно нулю. Это приводит к появлению на выходе шйротно-импульсного модулятора 23 и KcwnapaTopa 37 различных -значений напряжений ( Uj7 и гзФиг. 2) . Если на выходе шйротно-импульсного модулятора 23 устанавливается напряжение, позволяющее импульсам с выходов делителя частоты 25 прюходить через элементы И 19, 20 на базы транзисторов 10, 11, то выходное напряжение компаратора 37, напротив, запирает элементы И 19,20, и импульсы с вькодов делителя частоты 25 через элементы и 19, 20 не проходят. Транзисторы 10, 11 закрыты, напряжение на управляющих полуобмотках 7/ 8 трансформатора 9 равны нулю, транзисторы 3, 4 также закрыты и напряжение на выход устройства не поступает. С выхода ширЬтно-импульсного модулятора 23 напряжение через инвертор 24 поступает на входы элементов И 21, 22 и запирает их, препятствуя прохождению импуль сов с выходов делителя частоты 26 на базы транзисторов 17, 18. Транзисторы 17, 18 закрыты и на работу устройства не влияют.

После выключения преобразователя, напряжение с выхода источника опорного напряжения 35 поступает, на интегрирующую цепь: резистор 38, конденсатор 39. Конденсатор 39 начиHaet заряжаться, С конденсатора 39 напряжение через резистор 40 поступает на неинвертирующий вход 41 компаратора 37. По мере нарастания напряжения на конденсаторе 39 компаратор 37 сравнивает медленно нарастающее напряжение на конденсаторе 39 с постоянным стабильным напряжением, подаваемым на инвёртируквдий вход 36 компаратора 37 с выхода первого делителя напряжения на резисторах 31, 32 и с помощью пилообразного напряжения, поступающего на вход 41 с выхода формирователя пилообразного напряжения 29 через конденсатор 42, преобразует нарастающее на конденсаторе 39 напряжение в последовательность импульсов с нарастающей длительностью ( Uj фиг. 2). С выхода компаратора 37 импульсы поступают на входы элементов И 19,- 20. Поскольку выходное напряжение широтно-импульсного модулятора 23 разрешает прохождение импульсов через элементы И 19, 20, импульсы с выхода компаратора 37 будут проходить на выход того элемента И, на входе которого присутствует импульс с выхода делителя частоты 25. На выходах элементов И 19, 20 будут формироваться последовательности импульсов, сдвинутых по фазе на полпериода частоты работы делителя частоты 25, длительность. которых, определяемая длительностью импульсов с выходов компаратора 37, медленно .нарастает ( у, и,- фиг,2) . Импульсы с выходов элементов И 19, 20 поступают на.базы тиристоров 10, 11, поочередно отпирая их на время длительности импульса. На обмотках трансформатора 9 будет формироватьс двухполярное прямоугольное напряжение с паузой на нуле. . Длительность импульсов напряжени медленно увеличивается, начиная с нуля. Снимаемое с управляющих полуобмоток 7, 8 трансформатора 9 это напряжением используется для управления работой транзисторов 3,4 усилителя мощности. С выхода усилителя мощности аналогичное по форме

двухполярное прямоугольное напряжение с паузой на нуле и медленно нарастающей длительностью импульсов выпрямляется выпрямителем 1 и пЪ- . ступает на вход фильтра 2. При поступлении импульса напряжения фильтра 2, ток в его дросселе начинает нарастать р соответствии с выражением

(

ар

ЬЭр

(I)

где и,т-,- амплитуда импульса напряжения на входе фильтра; ty - длительность импульсов;

УС напряжение на конденсаторе; Lgp - индуктивность дросселя. При поступлении первого импульса напряжение на конденсаторе

равно нулю, разность U с максимальна, но из-за малой длительности ток в дросселе, не успевает существенно возрасти, и за время паузы дроссель полностью разряжается на

конденсатор фильтра, что приводит к незначительному возрастанию напряжения на нем. Зарядившись от последующего импульса, дроссель во время паузы опять разряжается на конденсатор фильтра, что приводит к дальнейшему возрастанию напряжения на нем. Коэффициент заполнения импульсов напряжения на входе фильтра 2 после включения преобразователя медленно увеличивается, начиная с

нуля. Постоянное напряжение на конденсаторе фильтра, равное среднему значению последовательности импульсов на входе фильтра 2

40

будет приэтом плавно увеличиваться пропорционально увеличению коэффициента заполнения К tn / Т. По мере

возрастания длительности импульсов напряжения Hfi входе фильтра 2, увеличивается напряжение на конденсаторе фильтра, а разность 0 Uc в выражений 1 уменьшается.

Таким, образом, по мере нарастания J литeльнocти импульсов напряжение на входе фильтра 2, ток через дроссель, будут равномерно постепенно увеличиваться от О до номинального значения. Постоянная времени интегрируквдей цепи (резистор 38, конденсатор 39), определяющая скорость нарастания коэффициента заполнения импульсов напряжения на входе фильтра 2, выбирается значительно большей постоянной времени фильтра 2. При этом полностью исключается возможность возникновения переходного процесса в фильтре 2 приводящая к появлению а-нормально-- ,

больших токов через дроссель фильтра

2 и транзисторы 3,4 и перенапряжений на конденсаторе фильтра.

Плавно нарастающее напряжение на конденсаторе фильтра поступает на вход 45 широтно-импульсного модулятора 23 ( 2) . По мере нарастания выходного напряжения вступает в работу широтно-импульсный модулятор 23. Он сравнивает выходное напряжение со стабильным напряжением, подаваемым на вход 44 с выхода второго делителя напряжения на резисторах 33, 34 и с помощью пилообразного напряжения, поступающего на вход 44 с выхода формирователя пилообразного напряжения 29 через конденсатор 43, преобразуе вьЁсодное напряжение в импульсы, длительность которых обратно пропорциональна величине выходного напряжения ( Oaj фиг. 2} . До Teix Wop, nipka длительность импульсов с выход широтно-импульсного модулятора 23 больше, чем длительность импульсов на выходе компаратора 37,длительность импульсов на выходах элементов И 19, 20 определяется длительностью выходных импульсов компаратора 37, и широтно-импульсньай модулятор 23 на работу устройства не влияет. По мереувеличения длительност импульсов на выходе ксяетаратора 37, увеличивается выходное напряжение и уменьшается длительность импульсов с выхода широтно-импульсного модулятора 23. Начиная с некоторого момента времени :o(фиг. 2) длительность импульсов на выходе широтноимпульсного модулятора 23 будет меньше длительности выходных импульсов компаратора 37. При этом длительность импульсов на вьисЬдах элементов И 19, 20 будет определяться импульсами с выхода широтнЬ-ййпульсного модулятора 23 к не будет зависеть от напряжения, снимаемого с выхода компаратора 37. С Этого момёнта дальнейшее изменение выходного напряжения будет отрабатьаваться широтно-импульснш Модулятором 23,

Таким образом,при включении преобразователя нарастание выходного напряжения на конденсаторе фильтра И тока через транзисторы 3, 4 и дроссель от нуля до номинешьного значения происходит с заданной скорост плавно без выбросов что исключает ЯЬзможность работы преобразователя в экстремальны: режимах, связанных с возникновением переходного процесса в фильтре 2, и повьияает надежность устройства. По мере заряда конденсатора 39 напряжение на нём стремится достичь выходйого напряжения источника 35. Конечное значение коэффициента запонения импульсов нсшряжения на, выходе ксмпаратора 37 определяется

разницей .между напряжением, снимае мым с выхода первого делителя напряжения на резисторах 31, 32, и выходным напряжением источника опорног напряжения 35. Напряжение на выходе источника опорного напряжения 35 выбирается больше выходного напряжения первого делителя напряжения на резисторах 31, 32 на величину, чуть меньшую амплитуды пилообразного напряжения Uj4 (фиг.2). После того, как конденсатор 39 полностью зарядится, напряжение на нем станет равным напряжению на выходе источника опорного напряжения 35 ив установившемся режиме коэффициент заполнения импульсов на выходе компаратора 37 всегда будет меньше единицы. Это приводит к тому, чтодаже при минимальном напряжении на входе устройства, при котором на выходе широтно-импульного модулятора 23 устанавливается напряжение,позволяющее импульсам с выходов делителя частоты 25 проходит через элементы И 19, 20 на базы транзисторов 10, 11 без изменения 1длительности,в форме напряжения,снимаемого с обмоток трансформатора 9, будет присутствовать пауза, дли- тельнрсть которой определяется, конечнЫм значением коэффициента заполнения импульсов напряжения на выходе компаратора 37. Наличие гарантированной паузы в форме напряжения, снимаемого с полуобмоток 7, 8 трансформатора 9, полностью исключает возможность возникновения сквозных токов через транзисторы 3, 4 и связанных с этим импульсных перегрузок Ito мощности.

во вспомогательном стабилизаторе напряжения 30 произошла неисправность, приводящая к уменьшении его выходного напряжения, то соответственно уменьшается напряжение на выходе второго делителя напряжения , снимаемое с резистора 33. Широтно-импульсный модулятор 23 осуществляет сравнение выходного напряжения с напряжением, снимаемьал с резистора 33. При уменьшении напряжения на резисторе 33, уменьшается выходное напряжение устройства. Пропорционально выходному напряжению уменьшается мощность, отдаваемая в нагрузку, и определяемый этой мощ-, ностью коллекторный ток транзисторов 3, 4. При уменьшении выходного напряжения вспомогательного стабилизатора 30 уменьшается амплитуда импульсов напряжения на обмотках трансформатора 9, 16, а: следовательно, и базовый ток транзисторов 3, 4, однако при этом вследствие уменьшения отдаваемой в нагрузку мощности пропорционально уменьшению базового тока уменьшается коллекторный ток транзисторов 3, 4. Таким образом.

исключаете вьщеление значительной мощности на транзисторах 3, 4, вследствие выхода их из режима на- сьпцения, при уменьшении выходного напряжения вспомогательного стабилизатора 30.

При пробое стабилизирующих элементов вспомогательного стабилизатора 30 увеличивается выходное напряжение стабилизатора 30. При этом возрастает напряжение на выходе первого делителя напряжения, снимаемое с резистора 32, Это напряжение поступает на инвертирующий вход 3 компаратора 37, Как только увеличивающееся на входе 36 компаратора 37 напряжение превысит напряжение опорного источника 35, присутствующее на входе компаратора 37, компаратор 37 изменит свое состояние. Напряжение на его выходе станет равным нулю и запрет элементы И 19, 20. Импульсы на базы транзисторов 10,. 11 не проходят, и они закрываются. Напряжение на обмотках трансформатора 9 равны нулю и транзисторы 3, 4 также запираются. Выходное напряжение становится равным нулю. При этом на выходе широтно-импульсного модулятора 23 устанавливается постоянное напряжение, которое, поступая через инвертор 24 на йыходы элементов И 21, 22, запирает их. Транзисторы 17, 18 закрываются, и напряжения на обмотках трансформатора 16 также равны нулю. Таким образом, при пробое стабилизатора 23 запираются транзисторы 10, 11 и 17, 18 предварительных усилителей и транзисторы 3, 4 усилителя мощности. Это исключает возможность работы транзисторов 3, 4 при напряжениях на переходах база-эмиттер, превышающих или близких к предельно-допустимым.

Напряжение, снимаемое с резистора 34, выбирается больше напряжения на резисторе 32 на величину остаточного падения напряжения на диоде 46. Поэтому в установившемся режиме ток через диод практически не протекает и на работу устройства диод 46 не влияет. Если в широтно-импульсном модуляторе 23 произошла неисправност приводящая к установлению на его выходе напряжения, при котором импулсы с выхода делителя частоты 25 проходят через элементы И 19, 20 без изменения длительности, то на базы транзисторов 3, 4 поступает немодулированное прямоугольное напряжение (незначительная пауза, обусловленная работой компаратора 37, практического влияния не оказывает).

Аналогичное напряжение с выхода усилителя мощности через выпрямитель 1 поступает на вход фильтра 2. Выходное напряжение начинает возрастать, диод 46 открывается, и выходное напряжен1|е, присутствующее на инвертирующем входе 45 широтноимпульсного модулятора 23 поступает также на инвертирующий вход 36 компаратора 37. На неинвертирующем входе 41 компаратора 37 присутствует опорное напряжение с выхода источника опорного напряжения 35 и пилообразное напряжение. Компаратор 37 сравнивает изменяющееся выходное напряжение с напряжением, присутствующим

0 на входе 41, и с помощью пилообразного напряжения преобразует выходное напряжение в импульсы, длительность которых обратно-пропорциональна величине выходного напряжения,

5 т.е. выполняет функцию широтно-импульсного модулятора 23. Импульсы с выхода компаратора 37 поступают на входы элементов И 19, 20 и проходят на выход того элемента, на

0 входе которого присутствует импульс с выхода делителя частоты 25. С выходов элементов И 19, 20 импульсы поступают набазы транзисторов 10, 11, поочередно отпирая их на время

5 длительности. На обмотках трансформатора 9 формируется двухполярное прямоугольное напряжение с паузой - на нуле ,используемоедля управления работой транзисторами 3, 4.

В случае, когда работой преобра-

0 зователя управляет компаратор 37, выходное напряжение сравнивается с -выходным напряжением опорного источника 35. Как уже указывалось , это напряжение превышает напряжение,

5 снимаемое с резистора 32, на величину, чуть меньшую амплитуды пилообразного напряжения. Для устойчивой работы преобразователя необходимо, чтобы амплитуда пилообразного на0пряжения превышала амплитуду пульсации выходного напряжения в 1,5-2 раза. Отсюда следует, что когда работой преобразователя управляет компаратор 37, выходное напряжение уве5личивается на двойную амплитуду пульсаций, что, как правило, не выходит за пределы допустимых отклонений , выходного напряже ния.

Отсутствие дополнительного элемен0та Между выходом устройства и входом широтно-импульсного модулятора 23 значительно снижаетвероятность появления неисправности в последовательной цепи, соединяющей выход

5 устройства со входом широтно- импульсного модулятора 23, что повышает надежность устройства.

Медленное плавное нарастание длительности импульсов, управляющих работой усилителя мощности при включе0нии, полностью исключает возможность возникновения переходного процесса в фильтре 2. При этом выходное напряжение и потребляемый от первичного источника ток возрастает с задан5ной скоростью от нуля до номинального значения без выбросов. Отсутствие выбросов выходного напряжёйМя при включений исключает воэможностЬ выхода ий строя питаемой аппаратуры. Отсутст1ВиёбрЬсков пЬт1рё6ляемого тока Сверх йомйнальнЬгЬ значения через транзисторы 3, 4 усилителя/1ир1яности повышает надежность устройства, и кроме того, значительно расширяет область его примёнення так как во многих случаях аппаратур питается от первичных источников ограниченной мощности. В этом случае Нсшичиё бросков потребляемого тока При включении приводит к прова лам выходного напряжения источни.к&,что Hajpynrnfib но|р«ал ую pajSoTyаппаратуры, питающейся от этого первичного источника. Плавное нарастание тока через транзисторы 3, 4 усилителя мощности а следовательно, и обмотки трансформатора, улучваает и качественные харак теристики аппаратуры,так как быстрое нарастание тока в обмотках трансформатора служит причиной возникновения з Лёктрсмагнитиой помехи, которая может прив1ести k сбою в работе аналогичной аппаратуры. В устройстве предусмотрена также защита от неправильного функционирования преобразователя в случае возникновения неисправностей в широтно-импульсном модуляторе 23 и вспсмогагельНом стабилизаторе 30. Наличие гарантированной паузы между.управляющийи импульсами исключает возможность возникновения скво шх токов и связанных с ними больших импульсных перегрузок. В Итоге пЬвьайаетСя надежность как сгилого преобразователя tiak й аппаратуры в целом и расширяется область возможного применени устройства. Формула изобретения Стабилизированный конвертор , Содерж 1щий силовой выпрямитель с филь ром, подключенный к выходному транс ф6{ 4атору двухтактного усилителя M ifpcfSf на тра нзйсторах, бИЭТШго рых через резисторы соединены с вывода ми пЬлуобмоток трансформатора. упр лякхцего I предварительного усилителя и через диоды подключены к выводам полуобмоток запирающего пре дварйтельио усилителя, выполненных по двухтактной схеме на транзистора ричем базы первого из них соедине-,ц ны с выходами первой пары, а базы второго с выходами второй пары лоических элементов И, причем первые ходы первой пары соединены с соотетствующими вь1ХОДс1Ми первого деителя частоты, а первые входы второй - с соответствующими выходами второго делителя частоты, вторые входы первой пары соединены с выходом широтно-импульсного модулятора непосредственно и через инвертор подсоединены ко вторым входам второй пары, первый вход широтно-импульсногр модулятора связан с выходом формирователя пилообразного напряжения, а второй вход - с выходными выводами, входы делители частоты соединены между собой через другой инвертор, причем вход последнего подключен к выходу задающего генератора и ко входу формирователя пилообразного напряжения, и вспомогательный стабилизатор напряжения, связанный со входами предварительных усилителей, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен источ;ником опорного напряжеьия, первым и 1вторьам двухрезисторными делителями напряжения, подключенными к выходу вспомогательного стабилизатора/ и ксдапаратором, первый вход которого подсоединен к средней точке первого резистивного делителя и через обратный диод ко второму входу широтноимпульсного модулятора, первый вход последнего соединен со средней точкой второго резистивного делителя и через первый конденсатор с выходом формирователя пилообразного напряжения, который через второй конденсатор соединен со вторым входом упомянутого .Компаратора, подключенньж через резистор к средней точке RC -цепи, резистивный вход которой связан с выходом опорного источника, причем выход компаратора подключен к третьим входгик первой пары логических элементов И, а вторюй вход широтно-импульсного модулятора подключен к одному из ьыходныХ выводов непосредственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 479101, кл. G 05 F 1/64, 1975. 2,Авторское свидетельство СССР . 517014, кл. G .05IF 1/56, 1977. 3,Авторское свидетельство СССР по заявке 2429292/24-07, кл. Н 02 М 3/335, 76.