Преобразователь напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источни:кам питания, и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в постоянное в различных радиотехнических устройствах. Известен преобразователь напряжения, содержащий автогенератор и преобразовательные ячейки, каждая из которых состоит из последовательно соединенньк усилителя моишости, трансформатора, выпрямителя, фильтра, а управляющие входы усилителя мощности соединены с выходом автогенератора i. Однако этот преобразователь обладает низкой надежностью .при коротаем замыкании я низким качеством выходного напряжения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобр тению является преобразователь напряжения, содержащий автогенератор и преобразовательные ячейки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных усилителя мощности., трансформатора с дополнительными управляющими обмотками, выпрямителя, филыра, а управляющие BxoV ды усилителей мощности соедииены с BJ ходом автогенератора 23. Недостатком преобразователя напряжения является низкая надежность и низкое качество вькодного напряжения. Цель изобретения- повышение наоэжности и качества вькодного напряжения. Поставленная цель достигается тем что в преобразователе напряжения, содержащем И преобразовательных ячеек, включенных: по входу и выходу последовательно или П1араллельно, каждая иа которых состоит из усилителя мощности с выходным трансформатором с дополнительными управляющими обмотками, выпрямителя с фильтрсвд, а также блсж запуоса, выход котсрого соединен с управляющими входами первой преобразовательной ячейки, дополнительные управляющие обмотки каждой ячейки подключены к управляющим вхо дам последующей преобразовательной ячей КИ, кроме последней, управляющие обмотки которой соединены с управляющими входам первой преобразовательной ячейки, На фнг. 1 представлена структурная сэеема преобразователя наПряжения| на фиг. 2 - пульсация выходного напряжения преобразовательньк ячеек. Преобразователь напряжения содержит .блок запуска 1 и преобразовательные : ячейки 2, 3, 4,.,., ц , каждая из которых содержит усилитель мощности 5, выходной трансформатор 6 с Дополнительны; ми управляющими обмоткамц 7, выпрямитель 8 с фильтром 9, причем управляющие входы первой преобразовательной ячейки 2 соединены, с выходом блока 1 и дополнительными управляющими обмотками 7 последней преобразовательной ячейки, а дополнительные управля ющие обмотки каждой ячейки подклЬчены к управляющим вхрдам последующей пре-ч. образовательной ячейки. Преобразователь напряжения работает следующим образом. При пошшючении преобразователя напряжения к источнику постоянного напря-% жения блок запуска 1 вьфабатьшает ста товьй импульс, открывающий один из клю чей Усилителя мощности 5, преобразовательной ячейки 2. На дополнительных управляющих обмотках 7 трансформатора 6 преобразовательной ячейки 2 наводится напряжение, открывающее один из ключей усилителя мощности 5 преобразовательной ячейки 3 и т. д. до последней преобразовательной ячейки. Управляющее напряжение с дополнительных управляющих обмоток 7 трансформатора 6 преобразовательной ячейки 4 поступает на клю чи усилителя мощности 5 преобразовател ной ячейки 2 таким образом, что открывает ранее закрытый ключ и закрывает ояфьпый ( это достигается выбором фаа ности дополнительньтх управляющих обмо ток 7 трансформатора 6 преобразователь ной ячейки 4). В дальнейшем запускающи импульс для фукционирования устройства не нужен. Из-за неидеальности фронтов выходного напряжения, инерционности ключей уси лителя мощности и диодов выпрямителя, пульсации напряжения на выходе фильтра имеют вид, показанный на фиг. 2. Управляющее напрягжение на вход усилителя мощности, 5, преобразовательной яче КИ 3 поступает с задержке относительн напряжения стартового импульса блока за пуска 1 на величину t и цд4Стр , - время задержки сигаала при прохождении через усилитель мощности 5 преобразовательной ячейки 2 и трансформатора 6. В результате этого провалы напряжения (пульсации) фильтра 9 преобразовательной ячейки 3 сдвигаются на оси времени на величину Т(см. фиг. 2 ). Аналогично провалы напряжения на вь ходе фильтра 9 следующей преобразовательной ячейки сдвигаются по оси времени на величину ХГ относительно провалов напряжения на выходе фильтра 9 преобразовательной ячейки 3 и на величину 2 С относ, тельно провалов напряжения на выходе фильтра 9, преобразовательной ячейки 2 и т. д. до последней преобразовательной ячейки. С выхода дополнительных упра&ляющих обмоток 7 трансформатора в последней преобразовательной ячейки на управляющие вьрсоды усилителя мощности 5 преобразовательной ячейки 2 поступает импульс, сдвинутьй .по оси времени относительно стартового импульса блока запуска- 1 на величину , гдею-.общее число преобразовательных Частота коммутации преобразователя напряжения определяется как F- ±- Л... При коротком замыкании iна выходе устройства напряжения на дополнительных управляющих обмотках 7 трансформаторе ра 6 уменьшается, ключи усилителей моиьности 5 выходят из режима насыщения, еще более уменьшая напряжение на дополнительных управляющих обмотках 7 траноформаторов 6. Этот процесс продолжается До тех пор, пока устройство не прекратит свои колебания. При снятии корот кого замыкания на вьрсоде устройства очередной стартовый импульс блока .запуска 1 возобновляет работу устройства. Усилитель мощности 5 может быть выполнен по любой,из известных схем. При использовании двухтактных усилителей мощности дополнительная управляющая обмотка 7 может быть одна, при этом управляющие переходы ключей усилителя мощности шунтируются диодами (для наиболее распространенных Двухтактных усилителей мощности дополнительная обмотка 7 вьтолняется со средней точкой). Для полумостовых н мостовых уснпитепей мощности количество допопнитепьч ньк управляющих обмоток 7 определяео ся . холичеством ключей в усилителе мощности. Использование изобретения позволит сократить ремонтные, регламентные работы за счет повышения надежности и устранить выходы из строя транзисторов усилителей мощности преобразовательных ячеек, а также уменьщить массу и габариты фильтрующих элементов, улучшить качество выходного напряжения и форму потребляемого тсжа. Формула изобретения Преобразователь напряжения содержащий 1 преобразовательных ячеек, включенных по входу и выходу последовательно или параллельно, каждая из которых состоит из усилителя мощности с выход304Hbw трансформатором с дополнительными управляющими обмотками, выпрямителя с фильтром, а также блок запуска, выход которого соединен с управляющими вх дами первой преобразовательной ячейки, отличающийся тем, что, с цепью повышения надежности и качества вьь ходного напряжения, дополнительные управляющие обмотки каждой ячейки по. ключены к управляющим вкодам последу. Шей преобразовательной ячейка, кромо последней, управляющие обмотки которой соединены с управляющими вхояамн пер. в(й преобразовательной ячейки. Источники информации., принятые во внимание при экспертизе 1.Ромащ Э.М. 1 анзисторныв преоб. разователи в устройствах питания радио электронной аппаратуры. М., Энергия , 1975, с. 141. 2.Моин В. С. и др. Стабилиафова. ные транзисторные преобразователи, М., Энергия, 1972, с. 442, рис. 11-9Д.