Преобразователь напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

,...

Преобразователь напряжения предназначен для использования в устройствах автоматики и вычислительной техники в качестве вторичного источника стабилизированного напряжения постоянного .то- ка, гальванически развязанного с первичным.

Известны преобразователи напряжения, в которых гальваническая развязка первичного и вторичного стабилизированного источников осуществлена с помощью магнитно-транзисторного генератора, например в устройстве, в котором кроме того для стабилизации выходного напряжения в качестве обратной связи исполь - зован магии торезис тор, включенный в базовые цепи транзисторов генератора, и помещенный в зазор постоянного мат нита с обмоткой,-включенной последовательно с нагрузкой l .

Известен также преобразователь напряжения, выполненный на магнитно-транзисторном генераторе, однако стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью магнитодиодов, являющихся одновременно выходными выпрямительными. Диоды помещены в зазор постоянного магнита с обмоткой, включенной последовательно с нагрузкой Г2 .

Однако такие преобразователи имеют

. относительно низкий КПД, поскольку их.

управление осуществляется по базам силовых транзисторов - в первом случае, силовыми диодами, - во втором. .

10

Наиболее близким по технической cyntности к изобретению является преобразователь напряжения, который содержит магнитно-транзисторный генератор с силовым и переключающим транзисторами

15 и трансформатор с силовой, переключающей и двумя выходными обмотками. Первая выходная обмотка соединена последовательно с диодом и регулирующим транзистором, а вторая - через выпря20мительный и коммутирующий диоды и сглаживающий фильтр - с нелинейным мостом, со стабилитроном в одном из

его плеч и транзистором в диагонали. соединенным с регулирующим транаиотором. Принцип стабилизации выходаого напряжения состоит в том, что его изменение усиливается транзистором в диагск нали нелинейного моста, и определяет состояние регулирующего траноистора. При этом магнитно-транзисторный генератор в первом такте работы отдает заряд энергии в Нагрузку, а во втором Происходит его переключение в исходное состояние Время переключения, определяемое регулирующим транзистором (или величиной пьисодного напряжения), и определяет стабилизацию выходного напряжения СЗ . Однако известный преобразователь имеет низкий КПД, так как в такте переключения в Исходное состояние магнит но-транзисторный генератор нагружен на регулирующий транзистор. Таким образом, известный преобразователь напряжения, реализует аналоговый способ стабилизации выходного на ряжения, являющийся малоэкономичным. Регулирующий транзистор может работать в двух пр-едельных режимах; отсечки и насыщения, но в основном он работает в активном режиме. Рассеивание мощности на регулирующем транзисторе (осо бенно в активном режиме) значительно ухудшает его КПД. Цель изобретения - повышение КПД преобразователя напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения, содер жащий магнитно-транзисторный генератор выполненный на силовом и переключающем транзисторах, присоединенных к тра сформатору с силовой, переключающей и двумя выходными обмотками, первая из которых соединена последовательно с диОДОМ1 а вторая через выпрямительный и коммутирующий диоды и сглаживающий фильтр поцключена к нелинейному мосту, плечи которого содержат резисторы и ст билитрон, а диагональ моста подсоединен к управляющему переходу измерительного транзистора, выходная цепь которого свя заНа с регулирующим транзистором, введены стабилитрон и управляющий трансформатор, первичная обмотка которого связана с Первой выходной обмоткой тра сформатора через силовую цепь измерительного транзистора, а вторичная o6MOT «а подключена к входу регулирующего транзистора; коллектор которого соединен с одним из .концов переключающей об мотки трансформатора, подключенным через стабилитрон к коллектору переключа юшего транзистора. Кроме того, в нелинейном мосте пле чо, противоположное стабилитрону, выполнено также на стабвлитрЫе, катод KOTXVрого соединен со средней точкой перем«1ного резистора смежного плеча. На фиг. 1 показана схема преобразователя напряжения; на фиг. 2 - зввлс мость изменения напряжения в диагонали моста от изменения выходного напряжения. Преобразователь напряжения (фиг. 1) содержит магнитно-транзисторньтй генератор 1 с силовым 2 и переключающим 3 транзисторами и трансформатор 4 с силовой 5, перекпючаюшей 6 и двумя выходными 7 и 8 обмотками. Между переключающей обмоткой 6 и коллектором переключающего транзистора 3 включен стабилитрон 9. Обмотка 7 соединена последовательно с диодом ДО. Обмотка 8 через выпрямитопьный 11 и коммутирующий 12 диоды и сглаживающий фильтр 13 и 14 подключена к Нелинейному мосту 15 со стабилитронами 16 и 17, постоянным 18 и переменным 19 резисторами в плечах, и измерительным транзистором 2О в диагонали. При этом катод стабилитрона 16 соединен со средней точкой переменного резистора 19. Транзистор 20 эмиттером подключен к общей точке стабилитрона 16 и резистора 18, а базой - к общей т;очке стабилит рона 17 и переменного резистора 19. Коллектор транзистора 2О соединен через первичную обмотку 21 управляющего трансформатора 22, с диодом 10, вторичная обмотка 23 подключена к входу регулирующего транзистора 24, коллектор которого соединен с переключающей обмоткой 6. Устройство работает следующим образом. При включении питания магнитно-резисторный генератор 1 начинает работать в автоколебательном режиме. При этом, когда силовой транзистор 2 открыт, через силовую обмотку 5 трансформатора 4 протекает ток и выходная обмотка 8 генерирует ток в нагрузку. При открытом СОСТОЯНИЙ переключающего транзистора Э или регулирующего транзистора 24 ток в нагрузке поддерживается индуктивностью 13 и емкостью 14 через коммутирующий диоц 12, а сердечник трансформатора 4 переключается в исходное магнитное состояние. При этом.

Хогда открыт переключающий транзистор 3, трансформатор 4 переключается в исходное состояние дольше, чем при открытом состойнии транзистора 24, так как последовательно с переключающей обмоткой 6 включен стабилитрон 9 и к обмотке 6 прикладывается напряжение пвтанвя Ug.( за вычетом падения напряжения на стабилитрсие 9 и транзисторе 3.

Таким образом, средняя мощность, отдаваемая в нагрузку, будет пропорциональная скважности, которая определяется временем переключения трансформатора 3 или транзистора 24.

Нелинейный мост 15 реагирует на изменение выходного напряжения U%| и включает (когда -gb(v HONV) или выключает (когда Увых2.ВЬ11. ио(и ) транзистор 24 с помощью управляющего трансформатора 22. Нелинейный мост 15 отрегулирован таким образом,.что когда

. 2) транзистор 2О в его диагонали открыт, поэтому в такте переключения трансформатора 4, ЭДС, наводимая в обмотке 7, создает ток в обмотке 22 управляющего трансформатора 22, приводит к открыванию транзистора 24, т.е. к уменьшению скважности или к увеличению средней мощности в нагрузке. При Og(,, ном транзистор 20 закрыт (фиг. 2), и переключение трансформатора 4 происходит по цепи транзистора 3, что увеличивает скважность, т.е. уменыиает среднюю мощность в нагрузке.

Нелинейный мост 15 со стабилитронами 16 и 17 постоянным 18 и переменным 19 резисторами и транзистором 20 в диат онапи обеспечивает ключевой режим работы транзистора 2О, а следовательно релейный принцип работы преобразователя напряжения. Высокая чувствительность моста обеспечивается двумя стабилитронами 16 и 17 в противопложных его плечбис.

Таким образом, изобретение позволяет повысить КПД преобразователя напряжения. Формула изобретения

п. 1, отличающийся тем, что, в нелинейном мосте плечо, противоположное стабилитрону, выполненное также на стабилитроне, катод которого соединен со средаей точкой переменного резистора смежного плеча.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ивыз1.1 Sbif.HOM. Фиг.2