Стабилизированный транзисторный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

t

Изобретение относится к электро- 1 технике и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре в качестве устройств электропитания систем автоматики, управления и т.п.

По основному авт .ев. № 748717 известен стабилизированный транзисторный конвертор, содержащий усилитель ьющнрсти с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, входал транзисторов усилителя мощности связаны с широтно-импульсным модулятором, причем в базовые цепи этих транзисторов включен регулирующий элемент, управляющим входом подключенный к выходу дифференциального усилителя, первый вход которого через датчик связан с цепью на.грузки, и указанный датчик выполнен в виде дополнительной обмотки трансформатора, выпрямителя и фильтра, а второй вход дифференциального усилителя подключен к выходным выводам конвертора 1 1 J .

Однако при уменьшении величины питающего напряжения ниже заданного (расчетного) минимально допустимого значения при максимальной выходной мощности или при увеличении выходной

мощности выше допустимого значения, в транзисторах усилителя мощности возникает режим сквозных токов. Резко возрастают коллекторные токи и рассеиваемая мерность в транзисторах усилителя, что снижает надежность конвертора i

Цель изобретения - повышение надежности стабилизированного транзисторного конвертора.

Поставленная цель достигается тем, что S стабилизированный транзисторный конвертор введены управляе1«лй ключ, схема совпадения, узел задерж15 кну две дифференцирующие цепочки и два выпрямителя, первый из которых через дифференцирующую цепочку, схему совпадения и управляемый ключ подключен к усилителю, а второй выпрямитель через вторую дифференцирующую цепочку и узел задержки подключен ко второму входу схекы совпадения, при этом вход первого выпрямителя подключен к дополнительной обмотке транс25форматора усилителя мощности, а вход второго выпрямителя - к дополнительной обмотке трансформатора задающего генеЕ атора,

На чертеже представлена блок-схема

30 стабилизированного конвертора.

Стабилизированный транзисторный конвертор содержит задающий генератор 1, один выход которого соединен с nepBfcuM входом регулирующего элемента 2. Выход регулирующего элемента 2 соединен с первым входом прерывате пя 3.

Выход прерывателя 3 соединен со входом усилителя 4 мощности. Выход усилителя 4 мощности соединен через выпрямитель 5,фильтр 6, а также через выпрямитель 7 ,фильтр 8 с двумя входами дифференциального усилителя 9, выход которого соединен со вторым входом регулирующего элемента 2, Выход фильтра 6 соединен с одним входом широтно-импульсного модулятора 10, другой вход которого соединен со вторым выходом задающего генератора 1, а выход модулятора 10 - со вторым входом прерывателя 3.

Первый вход схемы 11 совпадения через дифференцирующую цепь 12 и однополупериодный выпрямитель 13 подключен к другой дополнительной обмотке трансформатора усилителя мощности, второй вход через узел 14 задержки, дифференцирукицую цепь 15, однополупериодный выпрямитель 16 - к третьему выходу задающего генератора 1. Выход схемы совпадения соединен со входом управляемого ключа 17/ соединенного выходом с третьим входом дифференциального усилителя 9.

Стабилизированный транзисторный конвертор работаетследующим образом.

При подключении к источнику питания конвертор переводится в динамический режим работы, Широтно-импульсный модулятор 10 и прерыватель 3, включенные между выходным фильтром б и входом усилителя 4 мощности, образуют отрицательную обратную связь, обеспечивающую стабилизацию выходного напряжения (на нагрузке) автоматическим широтно-импульсным регулированием управляющих импульсов, поступающих в базовые цепи транзисторов усилителя мощности, Функциональные узлы 2,7, а и 9, включенные между выходом усилителя мощности 4 и входом прерывателя 3, образуют дополнительную обратную связь, обеспечивающую высокий КПД устройства, путем автоматического регулирования амплитуды управляющих импульсов в зависимости от-величины выходной мощности. Функциональные узлы 11 - 17 устройства являются дополнительными.

Б исходном состоянии (величины выходной мощности и питающего напряжения находятся в заданных допустимых пределах) с другой дополнительной обмотки трансформатора усилителя 4 мощности на вход однополупериодного выпрямителя 13 подаются разнополярные импульсы прямоугольной формы, модулированные по длительности, С выхода узла 13 однополярные импульсы поступают на дифференцируюущую цепь 12, в которой дифференцируются по переднему фронту и далее подаются на первый вход схемы 11 совпадения.

С третьего выхода задающего генератора 1 немодулированные импульсы прямоугольной формы (типа меандр) подаются на вход однополупериодного выпрямителя 16 и далее на дифференцирующую цепь 15, в которой дифференцируются по переднему фронту. Дифференцированные импульсы с задержкой во времени, создаваемой узлом 14 задержки/ подаются на второй вход схемы совпадения. Импульсы, поступающие на оба входа схемы 11 совпгщения, имеют одинаковую длительность и форму ,что определяется идентичностью параметров и элементов узлов 12,13 и 15,16 соответственно, следуют с одинаковой частотой (с частотой автоколебаний конвертора) , но разнесены во времени.

и связи .с последним на выходе схемы совпадения сигнал отсутствует, а управляемый ключ 17 остается в исходном (з,апертом) состоянии и не форми5 РУет сигнал на управление дифференциальным усилителем 8. В этом режиме узлы 11 - 17 не оказывают воздействия на систему автоматического -регулирования конвертора, обеспечивающую стаQ билизацию выходного напряжения и высокий КПД конвертора.

При увеличении мощности в нагрузке или уменьшении питающего напряжения за допустимые (заданные)пределы

г происходит увеличение длительности импульсов на выходе усилителя 4 мощности, в результате этого импульсы, поступающие через узлы 13 и 12 на первый вход схемы совпадения, совпадают во времени с импульсами, постуи пающими на второй вход cxeNW совпадения, совпадают во времени с импульсами, поступающими на второй вход схемы совпадения и на выходе ее (уже при первом совпадении) формируется импульс,

5 который затем открывает управляемый ключ 17 (выполненный, например/ на тиристоре) i

Напряжение с выхода управляющего ключа 17 подается на третий вход диф0 Ференциального усилителя 9, который своим напряжением запирает регулирующий элемент 2, прекращая подачу управ|ляющих импульсов в базы транзисторов |усилителя 4 мощности, снижая до нуля

напряжения на нагрузке (на выходе) и переводя транзисторы усилителя мощности в безопасный статический режим . работы. При этом порог срабатывания устройства определяется временем задержки импульса, поступающего на второй вход схемы совпадения, и временем, когда модулированный импульс на выходе усилителя мощности достигает максимально допустимой длительности, соответствующей предельному значению

5 выходной мощности и питающего напряжения, при которых необходимо пере вести транэист-оры усилителя мощности) в статический режим работы для обеспечения его надежности.

Надежность стабилизированного транзисторного конвертора повышается за счет автоматического прекраицения подачи .управляющих сигналов в транзисторы усилителя мощности и перево да их в безопасный ста :ический режим ;работы в случае возникновения аварийных ситуаций в питающей сети или нагрузке .

Формула изобретения

(

Стабилизированный транзисторный конвертор по авт. св. 748717, отличающийся тем, что,

целью повышения надежносги, в н«го введены управляемый ключ, схема сов падения, узел задержки, две дифференцирующие цепочки и два выпрямителя, первый из которых через дифференцирующую цепочку, схему совпадения и управляемый ключ подключен к усилителю, а второй выпрямитель через вторую дифференцирукицую цепочку и узел Зсщержки подключен ко второму входу схемы совпадения, при этом вход первого выпрямителя подключен к дополнительной обмотке трансформатора усилителя мощности, а вход второго выпрямителя - к дополнительной обмотке трансформатора згщающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 748717, кл. Н 02 М 3/334, 29.12.78.