Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к устройствам для преоб разования электрической энергии, и може быть использовано в устройствах электропитания. Известен стабилизированный преобразователь nocTOjraHoro напряжения, содер- ншщий двухтактный усилитель мощности с трансформаторным выходом, выпрямитель, индуктивно-емкостный фильтр, генератор пилообразного напряжения, компаратор, блок обратной cвяvзи, два бл ка логики и делитель частоты 1 . Недостатком перобразователя является сложная функциональная схема. Кроме того, в этом устройстве обеспечивается полная модуляция выходного напря. жения тфеобразователя, что прИвойит к значительному увеличению габаритов.и массы сглаживающего индуктивно-емкостного фильтра. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является стабилизированный преобразователь постоягнного i напряжения, содержащий двухтактный усилитель мощности с трансформаторным . дом, коллектор первого транзистора которого соединен с катодами первого и второго диодов, а коллектор транзистора соединен с катодами третьего и-четвертого диодов, причем аноды первого и третьего диодов подключены к крайним выводам первичной обмотки трансформатора, втсричная обмотка которого через выпрямитель и индуктивно-емкостный фильтр соединена с выходными выводами преобразователя и ёхЬдом блока обратной связи. 2 . Цель изобретения - уменьшение габаритов устройства и улучшение техноло«гичности его изготовления. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный усилитель мощности с траноформаторным выходом, коллектор первого транзистора которого соединен с кагодами первого и второго диодов, а коллектор второго транзистсра соединен с катодами третьего и четвертого диодов, причем аноды первого и третьего ДиоДов подключены к крайним выводай первичной обмотки трансформатора, вторичная обмо ка которого через выпрямитель и индуктивно-емкостный фильтр соединена С выходными выводами преобразователя и входом блока обратной связи, ввдены блок логического инвертирования, дроссель насыщения, обмотки которого включены между отводами первичной обмотки трансформатора и анодами второго и четвертого диодов, генератор с управляемой частотой, входом соединенньхй с Ьыходом блока обратной связи, а выходом - с базой первого транзистора усилителя мощности и через блок логического инвертирования - с базой второго транзистора усилителя мощности. На чертеже приведена принципиальная схема устройства. I Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит двух.тактный усилитель мощности 1, с траноформаторным выходом, коллектор первого транзистора 2 которого соединен с катодами первого 3 и второго 4 диодов, а коллектор второго транзистора 5 соединен с катодами третьего 6 и четвертого 7 диодов, причем, анодь первого 3 и третьего 6 диодов подключены К1файним вьюодам первичной обмопси трансформатора 8, вторичная обмотка которого через выпрямитель 9 и индуктивно--емкостный фильтр 1О соединена с выходными выводами преобразователя и входом блока обратной связи 11, блок логического инвертирования 12, дроссель насыщения 13, обмотки которого включены между отводами первичной обмотки трансформатора 8 и анодами второго 4 и четвертого 7 диодов, генератор 14, входом соединенный с выходом блока обратной связи 11, а выходом - с базой первого транзистора 2 усилителя моашости 1 и через блок логического инвертирования 12 - с базой втброго транзистора 5 усилителя мощности 1, Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом,V Генератор 14 генерирует импульсы прямоугольной со скважностью два, которые поступают на базу первого транзистора 3 усилителя мощности 1 непосредств нно, а на базу второго транзист( 5 усилителя мощности 1 - через блок логического инвертирования 12. Это приводит к поочередному открыванию на равные интервалы времени первого 2 и второго 5 транзисторов усилителя мощности 1. Принцип регулирования выходного напряжения преобразователя основан на изменении коэффициента трансформации трансформатора 8 из первичной, обмотки во вторичную во время открытого состояния каждого транзистора усилителя мощности 1, т.е. применяется частичная модуляция напряжения на вторичной состояния каждого транзистора усилителя мощности 1, т.е. применяется частичная модуляция напряжения на вторичной обмотке трансформатора 8. Предположим, что открыт первьй транзистор 2 усилителя мощности 1. В этом случае напряжение источника питания преобразования через первый диод 3 прикладьтае1х:я к верхней половине глрвичной обмотки трансформатора 8. Одновременно через второй щоа 4 часть входного напряжение преобразователя, пропорциональная положению отвода от этой половины первичной обмотки трансформатора 8, прикладьшается к обмотке насыщающегося трансформатора 13. При этом индукция в его сердечнике линейно возрастает и через интервал времени, зависящий ог величины напряжения питания преобразователя, положения отвода на половине первичной обмотки трансформатора 8 и конструктивных данных дросселя насыщения 13, достигает величины индукции насыщения. .Сопротивление обмотки дросселя насыщения 13 резко падает и напряжение питания преобразователя через открытый первый транзистор 2 усилителя мощности 1, второй диод 4 и обмотку дросселя насыщения 1.3 прикладывается к части витков половины первичной обмотки трансформатора 8. Это приводит к скачкообразному повьпиению напряжений на вторичной обмотке трансформатора 8. При этом второй 4 и четвертый 7 диоды препятствуют образованию коротко замкнутых конутров по цепям: первичная обмотка трансформатора 8 - обмотка дросселя насыщения 13. При закрьюании первого 2 и открьшании второго 5 транзисторов усилителя мощности 1 процессы протекают аналогичным образом, причем индукция в сердечнике дросселя насыщения 13 изменяется в противоположном направлении до велич1шы индукции насыщения.

При фиксировании напряжения питания преобразователя времени перемегничивания сердечника дросселя насыщения 13 имеет постоянное, вполне огфеделенное значение, зависящее от конструктивных данных насыщающегося трансформатора 13 и положения отвода На первичной обмотке трансформатора 8. Поэтому, если время перемагничивания сердечника дросселя насыщения 13 выбрано меньше шшстельности насыщенного состояния, каждого силовь1х транзисторов усилителя мощности 1, напряжение на вторичной обмотке трансформатора 8 имеет ступенчатую форму и среднее значение этого нагфяжения зависит от соотношения времени нахождения сердечника дросселя насыщения в ненасыщенном и насыщенном состоянии. Поскольку при фиксированном напряжении пцтания преобразователя время перемагничивання насыщающегося трансформатора 13 фиксировано, это соотнощение можно.регулировать путём изменения длительности насыщенного состояния каждого из транзисторов усилителя мощности 1, т.е. изменением частоты генератора 14. Регулирование частоты генератора 14 осуществляет блок обратной связи 11, обеспечивая изменение частоты генератора 14 при изменеНИИ напряжения питания преобразователя таким образом, чтобы выходное напряжение преобразователя оставалось, постоянным.

Таким образом, выполнение стабилизированного преобразователя постоянного напряжения по предлагаемой принципиальной схеме, позволяет значительно уменьшить габариты устройства и улучшить технологичность его изготовления за счет исключения входного трансформатора и сложного по конструкции магнитного усилителя.

Формула изобретение

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения , содержащий двухтактный усилитель мощности с траноформа торным выходом, коллектор первого транзистора которого соединен с катодами первого и второго диодов, а коллектор второго транзистора соединен с катодами трет1)его н четвертого днодов, причем аноды первого н третьего диодов подключены к крайним вьшодам первичйой обмотки трансформатора, вторитьная обмопса которого через выпрямитель и индуктивно-емкостный фильтр соединена с выходными выводами преофазоваталя и входом Ълока обратной связи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и улучшения технологичности его нзг( товления, в него введены блок логического инвертирования, дроссель насыщения, обмотки которого включены между отводами первичной обмотки трансформатора и анодами второго и четвертого диодов, генератор с управляемой 4acTtv. той, входом соединенный с выходом блока обратной связи, а выходок - с базой первого транзистфа усилителя мощности и через блок логического инвертирования с базой второго транзистора усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Авторское свидетельство СССР № 479101, кл. Q О5 F. 1/64, 1975.

2.Вересов Г. П. Стабилизиро- Ьанные источники питания рациоаппаратуры. М., Энергия , 1978,

с. 172, рис. 6-33.