Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 G05F1/56 

(54) СТАБИЛЙЗИРОВАННЬШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с полумостовым усилителем мощности, в котором обеспечивается симметрирование амплитуд напряжения на первичной обмотке силового трансформатора tlj. Недостатком этого преобразователя является значительное усложнение схемы при введении стабилизации выходного напряжения. Наиболее близким по техническому к предлагаемому изобретению является стабилизированный преобразовэтель постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, первый из управляемых ключей которого соединен с выходом модулятора ширины импульсов, выходной трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр12 Недост,атком известного стабилизированного, преобразователя являются низкие массогабаритные показатели, поскольку сердечник выходного трансформатора работает в малом диапазоне изменения индукции, а сглаживаю щий фильтр работает при низком коэффициенте заполнения импульсов напряжения на выходе выпрямителя. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей стабилизированного преобразователя путем уменьшения массы выходного трансформатора и сглаживающего фильтра с одновременным обеспечением: симметрии амплитуды импульсов на обмотках выходного трансформатора в обоих полупериодах. Поставленная цель достигается тем, что стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, первый из управляемых ключей которого соединен с выходом модулятора ширины импульсов, клходной трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр, усилитель мощности в нем выполнен двухтактным по ПО.ПУМОСТОвой схеме с емкостным делителем напряжения, вход второго управляемого ключа которого соединен с выходом введенного компаратора, одним из входов соединенного со средней точкой емкостного делителя, а другим .входом - со средней точкой введенного резистивного делителя входного напряжения и одним из выводов диода, другой вывод которого подключен к точке соединения управляемых ключей, и первичной обмотки указанного выходного трансформатора, а указанный выпрямитель выполнен двухполупериодным. На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя. Стабилизированный двухтактный пре образователь постоянного напряжения содержит полумостовой усилитель 1 мощности, с управляемыми ключами 2 и 3, емкостным делителем 4 на конденсаторах 5 и б, выходной трансформатор 7, выпрямитель 8, сглаживающий фильтр 9, модулятор 10 ширины импуль сов, выходом соединенный с управляющим выводом входом первого управляемого ключа 3, компаратор 11, входом 12 соединенный со средней точкой емкостного делителя 4, а входом 13 со средней точкой резистивного делите-ля входного напряжения 14 и с одним из выводов диода 15, другим выводом подключенного к точке соединения выводов управляемых, ключей 3 и 2, и пе вичной обмотки трансформатора 7. Сопротивления делителя 14 выбираю ся )авными, следовательно напряжение на их средней точке равно половине напряжения питания. Емкости конденса торов 5 и 6,выбираются из условия, чтобы напряжение на выводе 12 относи тельно вывода 13 компаратора 11 в отсутствие управляющих импульсов модулятора 10 ширины импульсов было положительным, при этом напряжение на выходе компаратора 11 запирает транзистор 2. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом, Управляющий импульс с модулятора ширины импульса 10. поступает на базу транзистора 3,.Транзистор 3 отк ривается, напряжение на средней точке емкостного делителя 4 снижается за счет заряда конденсатора 5 и разряда конденсатора б, На выходное нап ряжение компаратора 11 во время отк1Ж1ТОГО состояния транзистора 3 остае ся запирающим для транзистора 2, так как средняя точка делителя 14 шунтируется открытыми диодом 15 и транзиЬтором 3, После О1фнчания импульса с модулятора 10 ширины импульсов, транзистор 3 и диод 15 запираются. Напряжение на выводе 12 становится меньше, чем на выводе 13 компаратора 11, так как за время действия импульса с модулятора 10 ширины импуяь сов произошел разряд конденсатора б и заряд конденсатора 5, следовательно , выходное напряжение компаратора 11 открывает транзистор 2, С момента отпирания транзистора 2 начинается заряд конденсатора 6 и разряд конденсатора 5, Напряжение на выводе 12 компаратора 11 возрастает и в момент сравнения этого напряжения с напряжением на средней точке делителя 14, компаратор запирает транзистор 2, С началом следующего иктульса от модулятора ширины импульсов процесс повторяется. Таким образом, напряжение на средней точке конденсаторов 5 и 6 колеблетсяi около напряжения на средней точке делителя 14, т,е, около половины напряжения пи ания и среднее напряжение на емкостном делителе 4 приближается к половине напряжения питания, Так осу-ч ществляется симметрирование положительной и отрицательной амплитуд напряжения на первичной обмотке выходного трансформатора 7, Стабилизация напряжения осуществляется изменением коэффициента заполнения модулятора ширины импульсов. Для предотвращения.возникновения сквозного тока в момент отпирания транзистора 3, максимальный коэффициент заполнения модулятора ширины импульсов должен удовлетворять неравенствуKawoK o.s где К - максимальный коэффициент заполнения; Т - период следования импульсов;t - время задержки запирания транзисторов; . tjjj - время задержки переключения компаратора. Коэффициент заполнения импульсов на выходе выпрямителя примерно в два раза больше коэффициента заполнения модулятора ширины импульсов. Таким образом, наряду с простотой схемы управления, являющейся основным достоинством однотактных стабилизированных преобразователей, пред ложенный стабилизированный преобразователь вследствие использования в нем двухтактного усилителя мощности с автоматическим симметрированием имеет матше габариты силового трансформатора и сглаживающего фильтра, что позволяет существенно улучшить массогабаритные показатели. Формула изобретения Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме с емкостным делителем напряжения, первый из управляемых ключей которого соединен с выходом модулятора ширины импульЬов, выходной трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр, о .личающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных погказателей преобразователя, вход второго управляемого ключа усилителя мощности соединен с выходом компаратора, одним из входов соединенного со- средней точкой емкостного де- лителя, а другим входом - со средней точкой введенного резистивного делителя входного напряжения и одним из выводов диода, другой вывод которого подключен к точке соединения управляемых ключей и первичной обмотки указанного выходного трансформатора, а указанный выпрямитель выполнен двухполупериодным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР ,№ 668049, кл. Н 02 М 3/335, 1977.