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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного питания для преобразования постоянного напря- . жения. Известны однотактовые поеРбразователи постоянного напряжения, со держащие транзисторный ключ и LCOфильтр. Для уменьшения бросков тока и снижения радиопомех последователь но с транзисторным ключом вводят др сель, шунтированный диодом или подключенный через диод к выходным выводам 1 и 2 . В указанных устройствах задачи повышения КПД полностью не решаются так как потери во введенном диоде о таются. Наиболее близким к изобретению является преобразователь постоянног напряжения, содержащий инв ертор с широтно-импульсной модуляцией, втор ная обмотка выходного трансформатор КОТОРОГО через выпрямитель и, LCD--фильтр соединена выходными вЬводами t33. В известном преобразователе при включении транзисторов инвертора ПР ХОДИТ импульс тока; обусловленный инерционностью выключения диода LCD-фильтра.,, Вследствие этого увеличиваются потери мощности в транзисторах, снижается надежность и увеличиванз ся пульсации выходного напряженияЦель изобретения - повышение КПД надежности и качества выходного напряжения. . Поставленная.цель достигается тем. что в инверторе согласно-последовательно с диодом LCO-фильтра включен дополнительный транзистор, эмиттеркоторого соединен с одним выводом дросселя фильтра, а база - с другим выводом дросселя через -последовательно соединенные ограничительный резистор и дополнительный диод,,выходной трансформатор инвертора выполнен с дополнительной обмоткой, которая через дополнительный выпрямитель подключ-ена ко входу дополнительного транзистора в запирающей полярности. На чертеже представлена принципиальная схема изобретения Стабилизированный преобразователь содержит инвертор с UDtM 1 с выходным трансформатором, первичная обмотка 2 которого связана с инвертором, а основная вторичная обмотка 3 соединена с входом выпрямителя 4, положитсльный вывод выпрямителя 4 подсоединен к дросселю 5 оглаживающего фильтра, а отрицательный - к конденсатору б г подключенному к нагрузке 7, диод 8, подключенный анодом к точке соединения отрицательного вывода выпрямителя 4 с конденсатором б, а катодом к коллектору транзистора 9, эмиттер которого соединен с положительным выводом выпрямителя 4. Блок 10 комму тации транзистора 9 содержит доцолнительную обмотку трансформатора 11, подключенную к входу дополнительного Выпрямителя 12, дополнительный диод 13, ограничительный резистор 14, подключенный между плюсовым внводом фильтра 5 и анодом диода 13, катод которого подключен к точке сое динения базы транзистора 9 и минусового вывода выпрямителя 12, а плюсовой вывод этого выпрямителя подключё к эмиттеру транзистора 9. Устройство работает следующим образом.. В течение паузы, когда напряжение на выходе инвертора 1 равно нулю, ток нагрузки 7 замыкается по цепи, состоящей из диода 8, транзистора 9, дросселя 5. Транзистор 9 на этом интервале открыт напряжением положител ной полярности/ снимаемым с дросселя 5 и приложенным к входу транзисто ра 9 через резистор 14 и диод 13. В момент отпирания транзисторов инвертора, на основной 3 и дополнительной вторичных обмотках трансформатора во никает напряжение, которое .оказывает ся приложенным к выпрямителям 4 и 12 Под действием приложенного напряжения начинают проводить диоды соответствующих плеч выпрямителей 4 я 12 без задержки на их включение и воз ни кающее на выходе выпрямителя 4 напря жение прикладывается к цепи, отстоящей из последовательно включенных диода 8 и транзистора 9, по которой протекает полный ток нагруз и. Напря жение, возникающее на выходе дополнительного выпрямителя 12, прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора 9, в запирающем направлении. Транзистор 9 оказывается включенНым инверсно, так как на его эмиттер действует напряжение положительной полярности, а на коллекторе - отрица тельной, при этом он проводит ток в прямом направлении, а на переходе база-эмиттер действует запирающее напряжение, формируемое на выходе выпрямителя 12. В таком режиме работы транзистор 9 обладает большим динамическим сопротивлением, чем последовательно с ним.включенный диод 8. Это динамическое сопротивление ограничивает ток короткого замыкания транзисторов инвертора до момента восстановления запирающих свойств диода 8. Броски коллекторного тока транзисторов инвертора при этом оказываются значительно сниженными по сравнению с прототипом. Сокращен инвервал включения транзисторов инвертора, что позволило снизить динамигческие потери в коллекторных цепях транзисторов инвертора и.повысить КПД устройства. Отсутствие бросков коллекторного тока повышаетнадежность работы транзисторов инвертора и качество выходного напряжения за счет снижения амплитуды высокочастотных пульсаций на выходе конвертора. Формула изобретения Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий инвертор с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения, на выходе которого включен трансформатор, ос- . новная вторичная обмотка которого через основной выпрямитель и LCDфильтр соединена с выходными выворами, отл.и чающийся тем, ато, с целью повышения КПД,надежности и качества выходного напряжения, согласно-последовательно с диодом указанного фильтра введен дополнительный транзистор, эмиттер которого соединен с одним выводом дроеселя фильтра, а база - с другим выводом этого дросселя через последовательно соединенные ограничительный резистор и дополнительный диод, при этом выходной трансформатор инвертора выполнен с дополнительной обмоткой, которая через дополнительный выпрямитель подключена к входу дополнительного транзистора в запиреаощей поляр-ности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3599083, кл. 323-32, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 536153, кл. G 05 F 1/56, 1975. 3.Моин В.С,, Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, с. 206, рис. 7-4а.