Стабилизированный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР

1

Изобретение относится к электронике и может быть применено, в частности, в качестве вторичного источника питания.

Известен стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся однотактный инвертор с выходным трансформатором, одна вторичная обмотка которого подсоединена через стабилитрон, зашунтированный конденсатором, к базо-эмиттерному переходу транзистора, эмиттер, коллекторный переход которого через другую вторичную обмотку связан с выходными выводами 1.

Этот конвертор имеет низкую стабильность выходного напряжения, которая может быть вызвана изменением питающего напряжения, температуры, тока нагрузки и дрейфом. Стабилизация выходного напряжения в данном преобразователе осуществляется регулированием положительного смещения в базовой цепи транзистора однотактного инвертора и соответственно регулированием накопленной энергией при изменении исходного напряжения. Изменение тока нагрузки нарущает оптимально выбранный режим работы регулирующего транзистора, так как напряжение на эмиттере

последнего, выбираемое несколько большим напряжения опорного источника, значительно меняется от тока нагрузки.

Кроме того, подверженный температурным воздействиям регулирующий транзистор при постоянной нагрузке и постоянном исходном напряжении изменяет величину положительного смещения и соответственно выходное напряжение с преобразователя. При,чем переход на режим накопления энергии в преобразователе начинается при нулевом

токе вторичной цепи и ЭДС равной нулю и определен случайными токами коллектора транзистора однотактного инвертора. Это, в свою очередь, накладывает низкие требования к стабильности длительности накопления энергии и соответственно к выходному

напряжению.

Наиболее близким по технической сущности является стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающий инвертор с выходным трансформатором, одна

вторичная обмотка которого подсоединена через первый конденсатор к базо-эмиттерному переходу транзистора, эмиттерно-коллекторный переход которого через вторую вторичную обмотку связан с первой выходной клеммой конвертора и с конденсатором вторым выводом соединенный со второй выходной клеммой и эмиттером транзистора 2.

Недостатком этого конвертора является невозможность плавного регулирования выходного напряжения .

Целью изобретения является обеспечение плавного регулирования выходного напряжения.

Для достижения цели в стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся инвертор на двух транзисторах и выходном трансформаторе с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, причем одна из вторичных обмоток выходного трансформатора через первый конденсатор подключена. к базо-эмиттерному переходу одного из транзисторов, эмиттерно-коллекторный переход которого через вторую вторичную обмотку выходного трансформатора соединен с первым выходным выводом конвертора и с одной из обкладок второго конденсатора, вторая обкладка которого соединена со вторым выходным выводом конвертора и с эмиттером упомянутого транзистора введены вспомогательный транзистор, эмиттерно-коллекторным переходом включенный параллельно первому конденсатору, формирователь опорного напряжения, подключенный к вновь введенной третьей вторичной обмотке, и переменный резистор, крайними выводами подключенный к выходу формирователя опорного напряжения, а средним выводом - к базе вспомогательного транзистора, эмиттер которого подключен к одному из крайних выводов переменного резистора и к точке соединения обкладок конденсаторов и эмиттера транзистора инвертора с выходным выводом конвертора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема конвертора; на фиг. 2 .- один из вариантов построения формирователя опорного напряжения.

Стабилизированный конденсатор содержит транзистор 1, коллектором соединенный через обмотку 2 со входной клеммой 3 питания, а базой через обмотку 4 положительной обратной связи, резистор 5, зашунтированный конденсатором 6, соединен с эмиттером транзистора 1 и второй входной клеммой 7 питания, вторичная обмотка 8 одним концом соединена с первым выходным выводом 9 конвертора и с накрпительным конденсатором 10, а другим концом через эмиттерноколлекторный переход транзистора 11 со вторым выходным выводом 12 и второй обкладкой конденсатора 10. Вторая вторичная обмотка 13 через базо-эмиттерный переход транзистора И соединена с конденсатором 14, зашунтированным эмиттерно-коллекторным переходом транзистора 15, базой подключенного к среднему выводу переменного резистора 16. Третья вторичная обмотка 17 подключена ко входу формирователя 18 опорного напряжения, выходом соединенного с крайними выводами переменного резистора 16. Обмотки 2, 4, 8, 13 и 17 расположены на сердечнике трансформатора 19.

5Конвертор работает следующим образом.

При подключении к шинам 3 и 7 питающего источника в коллекторной цепи транзистора 1 протекает неуправляемый ток, который, проходя через обмотку 2, вызывает изменение магнитного потока в сердечнике ° трансформатора и индуктирование ЭДС в обмотке 4. Приоткрытие транзистора 1 приводит к.увеличению тока в коллекторной цепи, что в свою очередь, вызывает увеличение тока цепи базы. Ливанообразное развитие процесса заканчивается, когда транзистор 1 переходит в состояние насыщения. При этом все напряжение источника оказывается приложенным к обмотке 2. Закон изменения тока в цепи коллектора транзистора 1 целиком определяется индуктив0 костью обмотки 2.,

Индуктивность первичной обмотки близка к линейной, и ток в цепи коллектора нарастает по линейному закону до величины максимального тока, после чего транзистор

5 выходит из режима насыщения. Увеличение сопротивления транзистора 1 уменьщает скорость нарастания потока в магнитопроводе, что вызывает изменение направления ЭДС в обмотках. Напряжение на обмотке 4 изменяет знак, и транзистор переходит в

30 состояние отсечки. Изменение знака напряжения на обмотках 8, 13 и 17 приводит к появлению тока через базо-эмиттерный переход тразистора 11, который открывается, а обмотка 8 оказывается приложенной к накопительному конденсатору. Транзистор 11 находится в режиме инверсного включения и через, его эмиттерно-коллекторный переход протекает ток, равный току нагрузки и току подзаряда конденсатора 10. Формирователем опорного напряжения 18 осуществляется преобразование напряжения, индуктированного в обмотке 17, в стабильное постоянное напряжение, уровень которого затем регулируется переменным резистором 16. Током через базо-эмиттерный переход транзистора 11 заряжается конденсатор 14. При достиженииУровня напряжения на конденсаторе 14 опорного уровня открывается базо-коллекторный переход транзистора 15 и часть энергии, накопленной в трансформаторе, замыкается через его „ открытый эмиттерно-коллекторный переход. Другая часть энергии передается в нагрузку. Транзисторы 11 и 15 включены инверсно для уменьшения остаточного напряжения. Уменьщение накопленной энергии приводит к уменьшению на конденсаторе 14 и далее

55 к прикрыванию базо-коллекторного перехода транзистора 15. Увеличение сопротивления его эмиттерно-коллекторного перехода приводит к уменьшению тока через базо