Однотактный стабилизированный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 G05F1/56 

Изобретение относится к электро|гехнике, в частности к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны однотактные стабилизированные преобразователи, которые содержат устройство с автогенераторной обратной связью через трансформатор и управляемый током усилитель тока, дополнительную обмотку с выпрямителем и измерительный элемент, с помощью которого сравнивается выпрямленное постоянное напряжение с опорным напряжением. Разницей этих напряжений управляют автогенератором, создавая стабилизирующую отрицательную обратную связь 1.

Однако такие устройства/ сохраняющие неизменной амплитуду выходных импульсов автогенератора, даже при широком диапазоне малых напряжений питания, не сохраняют неизменной форму кривой импульса, а это очень важно для обеспечения высокой стабильности выпрямленного выходного напряжения на иагрузке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является однотактный стабилизировднный преобразователь, содержащий источник напряжения постоянного тока, выход ко т6рого подключен ко входу бЛокинггенератора, выполненного на транзисторе и трансформаторе, первичная обмотка которого включена между кол-лектором транзистора и общей шиной, один вывод обмотки положительной обратной связи соединен с базой транзистора, другой вывод - с одной обкладкой конденсатора и через коллек10тор- з ми ттерный переход дополнительного транзистора - с общей шиной, база дополнительного транзистора подключена к одному из выводов переменного резистора, причем пер15вая вторичная обмотка через первый выпрямитель соединена с первой выходной клеммой, часть второй вторичной обмотки, заключенной между выводом и отводом, подключена

20 через второй выпрямитель ко второй выходной клемме, а второй вывод вторичной обмотки соединен с выходом блокинг-генератора, вход которого подключен к зммитеру транзистора,

25 измерительный элемент и резистор 21.

Недостатком известного устройства является невысокая стабильность выходных напряжений, особенно при

30 малых значениях напряжения питания. Цель изобретения - повмиение стабильности выходных напряжений в широ ком .flHanasotieJ изменения питания. Поставленная цель достигается тем что в однотактный стабилизированный преобразователь введены последова тельно соединенные дополнительный резистор и переменный конденсатор, общая точка которых через измерительный элемент подключена к выходу блокинг-генератора, второй вывод дополнительного резистора подключен к базе дополнительного транзистора, а вторая обкладка переменного конденсатора соединена с общей шиной, вывод переменного резистора подключен к выходу источника напряжения . постоянного тока, а вторая обкладка конденсатора через резистор подключена к общей 1чине. На чертеже представлена схема однотактного стабилизированного преобразователя. От источника 1 малого напряжения постоянного тока питаемый автокоде бательный генератор (блокинг-генератор) 2 в виде трансформатора 3, первичная обмотка 4 которого переключается с помощью транзистора 5, к базе которого одним концом подключена связанная индуктивно с первичной обмоткой 4 трансформатора 3 обмотка б частичной положительной обратной связью, которая другим концом подключена через последовательно соеди ненные резистор 7 и конденсатор 8 блокинг-генератора к общей шине 9 станет возбуждаться. На вторичных обмотках 10 и 11 появляется перемен ное напряжение, которое выпрямляетс выпрямителями 12 и 13, и на выходах 14 и 15 появляются постоянные напря жения. На части 16 вторичной обмотки 11 возникающее переменное напряжение првьпаается до необходимого . . уровня, определяемого опорным напря жением и , отрицательными импульсами открывается измерительный элемен 17 и появившимся импульсным током через устройство 18 зависимой допол нительной, положительной обратной связью с помощью дополнительного транзистора 19, к базе которого от источника 1 питания малого напряжения подсоединен переменный резистор 20, через обмотки 6 управляется базой транзистора 5. Возникающей при этом зависимой дополнительной положительной обратной связью полностью возбуждается блокинг-генератор. 2 и окончательно формируется фopмav кривой импульсов выходного напряжения. Импульсный ток обратной связи ра рабатывается в устройстве 18, выпол ненном в виде переменного конденсат ра 21, подключенного между выводом измерительного элемента 17 и общей шиной 9 и резистором 22, подключенного между переменным конденсатором 21 и базой дополнительного транзистора 19, от импульсов тока, протекающего через измерительный элемент 17. Отрицательный импульс тока от измерительного элемента 17 станет заряжать переменный конденсатор 21, напряжение которого возрастает до окончания импульса и падает в теченив другого полупериода, когда измерительный элемент закрыт, из-за разрядного тока через резистор 22 и базу дополнительного транзистора. Таким образом на переменном конденсаторе 21 возникает сильно пульсирующее напряжение. С помощью постоянной составляющей этого напряжения осуществляется отрицательная обратная связь, управляющая стабилизацией выходного напряжения. Уровень постоянной составляющей падает пои уменьшении напряжения источника 1 питания. Переменной составляющей пульсиру-ющего напряжения на конденсаторе 21, амплитуда которого зависит от величины емкости конденсатора 21 и от уровня напряжения источника питания 1 и фазы,которая зависит от полярности подключения обмотки 16 и от величины емкости конденсатора 21,осуществляется после преобразования резистором 22 зависимая дополнительная положительная обратная связь, которой охватывается через дополнительный транзистор 19 дополнительно блокинг-генератор 2, возбуждающийся при этом полностью. При уменьшении напряжения источника 1 питания амплитуда переменной составляющей на конденсаторе 21 повьашается, уменьшая тем самым изменение формы кривой выходного напряжения вследствие изменения режима транзистора 5. Величина емкости конденсатора 21 имеет оптимальное значение. Для уменьшения иэмен ения формы кривой выходного напряжения от изменений частоты при изменении напряжения источника 1 питания из устройства исключен резистор, ограничивающий базовый ток транзистора 5 ,который при малом напряжении питания оказывается лишним , поскольку для этой цели достаточно от проходного сопротивления дополнительного транзистора 19 ввести последовательно с конденсатором 8 блокин -генератора резистор 7, ограничивающий импульсы тока через конденсатор 8 и облегчающий работу транзистора 5, особенно при формировании малой длительности фронтов выходных импулбсов. Частотная зависимость формы кривой выходного напряжения от изменения режима дополнительного транзистора 19, т.е. от изменения напряжения питаиия,уменьшает ся при этом существенно. Использование новых узлов устройства, зависимой положительной обратной связи, последовательно соединенных резистора, конденсатора, блокинг генератора и измерительного элемента в качестве выпрямителя, выгодно от.-, личает пр длагаемый однотактный стабилизированный преобразователь от известного, так как увеличенная стабильность при широком диапазоне ма:рого напряжения питания позволяет засширить область применения преобразователя, в том числе при разработ ках малогабаритных источников питания с повышенными выходными напряжениями и с повышенной стабильностью Уменьшаются размеры источника питания преобразователя, и вследствие исключения из схемы дополнительных стабилизаторов выходных напряжений уменьшаются габариты и вес разрабатываемых преобразователей в целом. Формула изобретения Однотактный стабилизированный преобразователь, содержащий источник напряжения постоянного тока, выход которого подключен ко входу блокинггенератора, выполненного на транзисторе и трансформаторе, первичная обмотка которого включена между коллектором транзистора и общей шиной, один вывод обмотки положительной обратной связи соединен с базой транзи тора, а другой вывод - с одной обклад конденсатора и через коллектор эммитерный переход дополнительного транзистора - с общей шиной, база дополнительного транзистора подключена к одному из выводов переменного резистора, причем первая вторичная обмотка через первый выпрямитель соединена с первой выходной клеммой, часть второй вторичной обмотки, заключенной между первым выводом и отводом, подключена через второй выпрямитель ко второй выходной клемме, а второй вывод вторичной обмотки соединен с выходом .блокинг-генератора, вход которого подключен к эмиттеру транзистора, измерительный элемент и резистор, отличающийс я тем, что, с целью повышения стабильности выходных напряжения в широком диапазоне изменения питания, в него введены последовательно соединенные дополнительный резистор и переменный конденсатор, обцая точка которых через измерительный злеиент подключена к выходу блокинг-генератора, второй вывод дополнительного резистора подключен к базе дополнительного транзистора, а вторая обкладка переменного конденсатора соединена с общей щиной, второй вывод переменного резистора подключен к выходу источника напряжения постоянного тока,а вторая обкладка конденсатора через резистор подключена к общей шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Журавлев А.А. и Мазель К.Б. Преобразователи постоянного напряжения на транзисторах. Энергия, 1964, с. 23. 2.Патент США И 3295041, кл. 323-2, 1966. J « о