Стабилизированный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/24 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к вторичным источникам питания постоянного напряжения радиоэлектронной аппаратуры.

В основном авт. св. № 586529 описан стабилизированный конвертор, содержащий вход, соединенный с входными выводами задающий генератор, вторичная обмотка трансформатора которого соединена с одним входом широтно-импульсного модулятора, выходом подключенного к управляющему входу усилителя мощности, вторичная обмотка трансформатора которого через выпрями тель с фильтром подключена к выходным выводам, соединенным с одним входом сравнивающего блока, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - со входом усилителя постоянного тока, причем выход усилителя постоянного тока подключен к диагонали первого дополнительно введенного выпрямителя, другая диагональ которого соединена последовательно с дополнительно введенной вторичной обмоткой выходного трансформатора задающего генератора, и первичной обмоткой дополнительно введенного согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого через второй дополнительно введенный выпрямитель соединена с другим входом широтно-импульсного модулятора.

Однако известный конвертор при работе с достаточно высокой (ультразвуковой) частотой модуляции может иметь (в диапазоне изменения выходного тока конвертора от режима холостого хода до максимального значения) области нестабильной работы, в которых увеличиваются пульсации выходного напряжения конвертора, увеличивается нагрев коммутирующих транзисторов

10 усилителя мощности и снижается надеж ность работы конвертора. Это может иметь место из-за наличия на выходе первого дополнительного выпрямителя и усилителя постоянного тока высокочастотных колеба15 НИИ у выпрямленного напряжения задающего генератора и обусловлено нелинейностью параметров транзистора в усилителе постоянного тока на высоких частотах и в режиме малых сигналов, а также тем, что управляемая усилителем постоянного тока цепь об20ладает определенной индуктивностью, которая может способствовать увеличению колебаний напряжения в переходных режимах с достаточно скоротечными движениями

в системе стабилизации. Кроме того, при скважности импульсного цикла конвертора, близкой к единице, из-за времени рассасывания неосновных носителей на базах коммутирующих транзисторов обеих фаз усилителя мощности может иметь место перекрытие (одновременное нахождение в проводящем состоянии коллекторно-эмиттерных переходов обоих транзисторов) фаз усилителя мощности и перегрев коммутирующих транзисторов при ступенчатых изменениях сопротивления нагрузки, что также снижает надежность работы конвертора.

Цель изобретения - повыщение надежности работы конвертора за счет повыщения устойчивости его работы и снижения нагрева коммутирующих транзисторов усилителя мощности в щироком диапазоне изменения сопротивления нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что выход усилителя постоянного тока защунтирован дополнительно введенными конденсатором и резистором, включенными параллель но.

На чертеже представлена принципиальная схема стабилизированного конвертора.

Конвертор содержит подключенный к входным выводам задающий генератор 1, состоящий из блока 2 коммутации и запуска и трансформатора 3, вторичная обмотка 4 которого соединена с одним входом щиротно-импульсного модулятора 5, выход которого соединен со входом двухтактного транзисторного усилителя б мощности, вторичная обмотка 7 выходного трансформатора 8 которого через выпрямитель 9 и сглаживающий фильтр 10 соединена с выходными выводами, соединенными через сравнивающий блок 11, другим входом соединенный с источником (не показан) опорного напряжения Uo«, со входом усилителя 12 постоянного тока, выходом подключенного к диагонали первого выпрямителя 13, соединенного с дополнительной вторичной обмоткой 14 трансформатора 3 задающего генератора I и с первичной обмоткой 15 согласующего (разделительного) трансформатора 16, вторичная обмотка 17 которого соединена со вторым выпрямителем 18, диагональ которого соединена с другим входом щиротно-импульсного модулятора 5, причем выход усилителя 12 постоянного тока зашунтирован конденсатором 19 малой емкости и резистором 20.

При изменении под действием дестабилизирующих факторов величины выходного напря ;ения изменяется рассогласование на выходе сравнивающего блока И, это вызывает соответствующее изменение напряжения на выходе сравнивающего блока 11 и падение напряжения на выходной цепи усилителя 12 постоянного тока, а также изменение амплитуды импульсов напряжения на первичной и вторичной обмотках 15 и 17 согласующего (разделительного) трансформатора 16. Возникщее изменение напряжения, поступающего со второго дополнительного выпрямителя 18 на вход щиротноимпульсного модулятора 5, приводит к соответствующему изменению относительной длительности (скважности) импульсов, управляющих усилителем 6 мощности, что приводит к восстановлению заданного уровня выходного напряжения, чем обеспечивается процесс стабилизации выходного напряжения. Имеющие место в диагонали первого выпрямителя 13 высокочастотные пульсации выпрямленного напряжения задающего генератора 1 сглаживаются конденсатором 19, обеспечивая в установивщемся режиме постоянство напряжения питания выходной (коллекторной) цепи усилителя 12 постоянного тока, чем обеспечивается относительная (в пределах импульсного цикла) стабильность нагрузочной характеристики усилителя 12, снижается уровень возмущений в цепи обратной связи и повышается стабильность работы конвертора в щироком диапазоне изменения выходного (нагрузки).

5 тока конвертора, при котором происходят значительные перемещения рабочей точки транзистора усилителя 12 постоянного тока. В области, близкой к состоянию отсечки, когда скважность и.мпульсного цикла конвертора близка к единице, увеличению паде° ния напряжения на выходной (коллекторной) цепи усилителя 12 постоянного тока препятствует щунтирующий резистор 20, чем ограничивается дальнейшее увеличение скважности и предотвращается перекрытие

j фаз усилителя 6 мощности, при быстрых (соизмеримых с быстродействием системы стабилизации конвертора) изменениях выходного тока конвертора в щироких пределах.

Тем самым в щироких пределах изменения выходного тока конвертора значительно снижаются коммутационные потери и токовые перегрузки в усилителе мощности конвертора, нагрев коммутирующих транзисторов усилителя мощности и повышается надежность работы конвертора.

Формула изобретения

Стабилизированный конвертор по авт.

0 св. № 586529, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы при изменениях нагрузки в щироком диапазоне, выход усилителя постоянного тока защунтирован дополнительно введенными конденсатором и резистором, включенными параллель5 но.