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

Изобретение относится к преобразовательной технике, может быть использовано в системах электропитания промышленных установок и особенно эффективно при использовании в низковольтных маломощных источниках питания.

В ряде случаев напряжение на нагрузке таких конверторов должно быть стабилизировано. Обычно мощность нагрузки невелика (единицы и десятки ватт), поэтсму целесообразно применение параметрического способа стабилизации.

Известны стабилизированные транзисторные конверторы, содержащие два транзистора и трансформатор,включенные по дифференциальной схеме, четыре диода и два стабилитрона Ц.

Наиболее близким по технической сути к изобретению является стабилизированный транзисторный инвертор, выполненный по дифференциальной схеме, содержащий трансформаторы, в цепь первичных полуобмоток которого включены силозые цепи транз1)сторов, база каждого из которых соединена через соответствующие диодные элементы с соответствующим эмиттером и концом вторичной обмотки трансформатора,

который в свою очередь присоединен к одному из выходных выводов через другие диодные элементы, причем второй выходной вывод присоединен к средней точке первичных полуобмоток трансформатора и к однсялу из входных выводов. Стабилизация напряжения на нагрузке осуществляется за счет включения стабилитронов между

10 транзисторов и концами вторичной обмотки трансформатора, а переходы эмиттер-база транзисторов шунтированы диодами 2.

Недостатком известной схемы яв15ляется значительное потребление ею мснцности при Х.Х. в цепи нагрузки, вследствие наличия колебаний в схеме и протекания тока по контуру: вторичная , стабилитрон, работаю20щий на участке стабилизации, диод, переход эмиттер-база открытого транзистора, стабилитрон, работающий на диодном участке. Последнее, особенно при импульсной нагрузке кон25вертора с высокой скважностью, зна ительно снижает средний КПД схемы. Креме того,- схема может работать лишь от источника с относительно большим внутренним сопротивлением, вследст30вие того, что транзисторы в этой схеме не выходят в линейный режим. Таким образе недостатком известной схемы является низкий КПД и надежность. Цель изобретения - повышение КПД и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве другие диодны элементы выполнены в виде стабилитронов. Схема конвертора в случае исполь зования транзисторов типа п-р-п при ведена на чертеже. Схема содержит трансформатор 1 с двумя обмотками: первичной 2 и вторичной 3.i Средняя точка первичной обмотки 2 соединена с источником пи тания 4. Концы первичной обмотки 2 соединены с коллекторами транзистор 5 и б, эмиттеры которых соединены с другим входным выводом. Переходы эмиттер-база транзисторов 5 и б шунтированы диодами 7 и 8. Между базами транзисторов б и 7 и концами вторичной обмотки 3 трансформатора включены диоды 9 и 10. Параллельно вторичной обмотке 3 подсоединена це почка из двух встречно-последовател но включенных стабилизаторов 11 и 12, общая точка которых через нагру ку 13 соединена с источником питания. Схема работает следующим образом При открытом транзисторе 5 напряжение источника питания 4 приложено к первичной полуобмотке 2 трансформатора 1. Ток вторичной 067 мотки 3 замыкается по двум основным параллельным контурам: -1 вторичная обмотка, диод 9, переход база-эмиттер открытого транзистора 5, источник 4, нагрузка конвертора 13, стабилитрон 12, работающий в диодном режиме на прямом участке вольтампер ной характеристики; Л вторичная обмотка, стабилитрон 11, работающий на участке стабилизация, стабилитрон 12. Транзистор б заперт падением напряжения на открытом диоде 8. Под действием напряжения, приложенного к первичной обмотке 2, перемагничивается магнитопровод трансформато ра 1.В момент насыщения магнитопровода резко возрастает намагничивающий ток трансформатора 1, а следовательно и коллекторный ток транзистора 5. Падение напряжения на транзисторе 5 увеличивается, а напряжение на вторичной обмотке 3 уменьшается. Последнее приводит к уменьшению базового тока транзистора 5. Послед ний выходит из насыщения, его коллекторный ток начинает уменьшаться Напряжения на обмотках меняют знак Транзистор 5 закрывается, открывает ся транзистор б. Далее процессы в схеме повторяются. Стабилизация выходного напря-жения осуществляется в схеме следующим образом. Пусть при открытом транзисторе 5 увеличивается выходное напряжение источника 4 (например из-за уменьшения тока нагрузки). Это вызывает увеличение напряжения на обмотках 2 и 3 трансформатора 1. Увеличение напряжения обмотки 3 приводит к увеличению тока по следующему контуру: обмотка 3, стабилитрон 11, работающий на участке стабилизации, стабилитрон 12, работающий как диод. Увеличение тока через обмотку 3 вызывает увеличение тока источника питания, а следовательно и тока открытого транзистора 5. При этом, поскольку ток его базы не увеличивается, транзистор выходит в линейный режим, падение напряжения на нем увеличивается, а напряжение на обмотке 3 уменьшается до первоначального уровня. Следовательно, напряжение на нагрузке 13 остается постоянным. Аналогичные процессы происходят при открытом транзисторе б. Из анализа работы схемы следует, что, поскольку транзисторы выходят в линейный режим (выполняют роль балластного сопротивления), конвертор без добавочного балластного сопротивления может работать от любого источника. Поскольку базовые цепи транзисторов при Х.Х. в цепи нагрузки оказываются разомкнутыми,конвертор в этом режиме не потребляет мощности от источника питания. Таким образом за счет введения стабилитронов повышен КПД и надежность. Формула изобретения Стабилизированный транзисторный преобразователь напряжения, выполненный по дифференциальной схеме, содержащий трансформатор, в цепь первичных полуобмоток которого включены силовые цепи транзисторов, база каждого из которых соединена через соответствующие диодные элементы с соответствующим эмиттером и концом вторичной обмотки трансформатора, который, в свою очередь, присоединен к одному из выходных выводов через другие диодные элементы, причем второй выходной вывод присоединен к средней точке первичных полуобмоток трансформатора и к одному из входных выводов, отличающийся тем, что, с целью повышения кпд и надежности, другие диодные элементы выполнены в виде стабилитроиов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Англии 994808, кл. Н 2 F 1969.

2.Авторское свидетельство по заявке № 2754614/24-07,

кл. Н 02 М 3/335, 1979.

2

ЗУ.

-

11 и

15

t

-he