Стабилизированный конвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

(5) СТАБИЛИЗИР)ВАННЫЙ КОНВЕРТОР

1

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств.связи, в которых требуется гальваническое разделение входных и выходных цепей.

Известны стабилизированные.конверторы, содержащие задающий генератор, двухтактный усилитель мощности, вы- Q прямитель с 1С-фильтром,« широтно-импульсный модулятор 1 и 2.

В одной из известных схем изменения напряжения гальванически развязанного выхода передаются на вход ши- 5 ротно-импульсного модулятора со в спомогательного выпрямителя.

Недостатком известных стабилизированных конверторов является высокая 20 инерционность и малая стабильность выходного напряжения, особенно при изменении температуры окружающей среды и тока нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизированный конвертор, который содержит задающий генератор, первым выходом подключенный к входу регулируемого предварительного усилителя, а вторым выходом - к первому входу широтно-импульсного модулятора, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого соединен с выходом преварительного усилителя, а крайние выводы вторичной обмотки со средними выводами соединены с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности с выходным трансформатором, выход которого через выпрямитель со сглаживающим LC-фильтром соединен с выходными клеммами и с вторым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с управляющим входом предварительного ,усилителя СЗ.

Однако такое устройство недостаточно надежно в работе и имеет пониженный кпд, что обусловлено пассивным, без подачи запирающего напряжения, запиранием транзисторов усилителя мощности. Цель изобретения - повышение КПД и надежности стабилизированного преобразователя постоянного напряжения. Поставленная цель достигается тем что в стабилизированный конвертор введены первый и второй транзисторные ключи, источник запирающего напряжения, вспомогательный выпрямитель и два развязывающих диода, при этом силовой переход первого ключа включен между общей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности и одним из полюсов источника запирающего напряжения, второй полюс которого через развязывающие диоды соединены с управляющими входами транзисторов усилителя мощности, силовой переход вто рого ключа включен между средней точ кой вторичной обмотки разделительного трансформатора и общей точкой эмит теров транзисторов усилителя мощноети, при этом управляющие переходы транзисторных ключей соединены с выхо дом вспомогательного выпрямителя, вход которого подключен к дополнительной обмотке разделительного тран форматора. На фиг. 1 представлена структурная схема стабилизированногй конвертора; на фиг. 2 - графики напряжений на его элементах. Стабилизированный конвертор содер жит задающий генератор 1 с трансформаторон 2, регулируемыйпредваритель ный усилитель 3, к выходу которого подключена первичная обмотка раздели тельного трансформатора k, широтноимпульсный модулятор 5, двухтактный усилитель 6 мощности с выходным тран форматором 7, выпрямитель со сглаживающим LC-фильтром 8, первый 9 и вто рой 10 транзисторные ключи, развязы вающие диоды 11 и 12. запирающий источник 13 питания, вспомогательный выпрямитель 14, подключенный к допол нительной обмотке 15 разделительного трансформатора 4. Обмотка 16 трансформатора 2 служит для подачи напряжения синхронизации на широтно-импульсный модулятор 5- Напряжение питания Vf на ши ротно-импульсный модулятор 5 и П1 ча транзисторный ключ 9 и источник 13 запирающего напряжениясоздаются задающим генератором 1. Транзисторны 9 24 ключи 9 и 10 могут быть как простым, так и сложными составными. Стабилизированный конвертор работает следующим образом. Модуляция по длительности прямоугольных импульсов напряжения, поступающих с трансформатора 2 (напряжение Ur2 на фиг. 2) на базы транзисторов усилителя мощности 6, осуществляется с помощью регулируемого предварительного усилителя по сигналу широтно-импульсного модулятора 5 (напряжение Uc на фиг. 2), в последнем происходит сравнение выходного напряжения с опорным и преобразование напряжения рассогласования в ШИМсигнал. При открывающем сигнале на входе предварительного усилителя 3 на обмотках трансформатора 4 появляются управляющие напряжения U. В момент t t, когда усилитель 3 заперт, напряжение на обмотках трансформатора if и на выходе выпрямителя 1 t отсутствует (напряжение ) о приводит к открыванию транзисторного ключа 9 и напряжение запирающего источника 13 через соответствующий развязывающий диод 11 (или 12) прикладывается к базам транзисторов усилителя 6 мощности. Транзисторный ключ 10 при этом заперт напряжением выпрямителя Н. Как только на выходе широтно-импульсного модулятора, появляется открывающее напряжение (момент tr на фиг. 2), появляется напряжение на вторичных обмотках трансформатора k, ключ 10 открывается, а ключ 9 закрывается, снимая отрицательный потенциал с баз транзисторов усилителя 6 мощности (напряжение фиг. 2). При смене полупериода процессы повторяются аналогично. Положительный эффект от использования предлагаемого полупроводникового стабилизированного конвертора заключается в том, что введение двух дрполнительных транзисторных ключей последовательно с источниками открывающих и запирающих напряжений, управляемых от обмотки разделительного трансформатора, позволяет повысить КПД и улучшить весогабаритные показатели конвертора. Мощность источника 13 запирающего напряжения затрачивается только на рассасывание избыточных носителей в базе, время которых составляет незначительную часть периода. Формула изобретения Стабилизированный конвертор, содержащий задающий генератор, первым выходом подключенный к входу регулируемого предварительного усилителя, а вто-О рым выходом - к первому входу широтно-импульсного модулятора, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом предварительного усилителя, а крайние выводы вторичной обмотки со средними выводами соединены с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности с выходным тран сформатором, выход которого через выпрямитель со сглаживающим 1С-филь.тром соединен с выходными клеммами и с вторым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с управляющим входом предварительного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и на.дежности, в него введены первый и вто рой транзисторные ключи, источник за9582 :6 пирающего напряжения, вспомогательный выпрямитель и два развязывающих диода, при этом силовой переход первого Ключа включен между общей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности и одним из полюсов источника запирающего напряжения, второй полюс которого через развязывающие диоды соединен с управляющимивводами транзисторов усилителя мощности, силовбй neреход второго ключа включен между средней точкой вторичной обмотки разделительного трансформатора и общей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности, при этом управляющие переходы транзисторных ключей соединены с выходом вспомогательного выпрямителя, вход которого подключен к дополнительной обмотке разделительного трансформатора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W , кл. G 05 F 1/6, 19732.Авторское свидетельство СССР № 251051, кл. Н 02 М 3/335, 19б7. 3.Авторское свидетельство СССР № 65369, кл. Н 02 М 3/335, 05.02.75.

V,