Стабилизированный конвертор Советский патент 1982 года по МПК G05F1/64 H02M3/335 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для источников вторичного электропитания.

Известен источник стабилизированного постоянного напряжения, используемый в электротехнических установках и приборах в качестве вторичного источника питания, который содержит преобразователь постоянного напряжения в переменное, состоящий из последовательно включенных задающего генератора и усилителя мощности, выпрямитель, делитель выходного напряжения и управляющий блок, состоящий из усилителя постоянного тока и сравнивающего узла Cll.

Недостатком этого устройства является то, что транзисторы усилителя мощности не заходят в область насыщения, на них рассеивается значительная мощность.

Известен также стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий автогенератор, источник опорного напряжения, генератор пилообразного напряжения, диодно-транзисторНЫй ключ С2.

Однако зтот преобразователь характеризуется значительной сложностью и низкой надежностью.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является источник стабилизированного напряжения, содержащий двухтактный ключевой автогенератор на транзисторах с выходным трансформатором, вход кото10рого соединен с входными клеммами, а выход через выпрямитель со сглаживающим фильтром - к выходным клеммам, и блок управления, состоящий из времязадающего узла и опорного 15 стабилитрона З.

Однако стабилизация напряжения происходит в результате квантования энергии путем срыва и возбуждения колебаний и последующего ин20тегрирования знергии, поступающей с выхода преобразователя на нагрузку. В преобразователе с параметрическим регулированием выходного напряжения срыв колебаний происходит 25 в результате насыщения трансформатора, время перемагничивания которого пропорционально отклонению напряжения или тока от заданного значения. При насыщении времязадающего

30 трансформатора., с одной стороны. происходит уменьшение базового тока открытого транзистора преобразовате ля, а с другой стороны, - увеличение коллекторного тока того же тран зистора на величину тока намагничивания времязадающего трансформатора Ток, потребляемый от первичного источника питания в процессе стабилизации, имеет пульсирующий характер. С увеличением входного напряжения увеличивается частота пульсаций пот ребляемого тока, а с уменьшением нагрузки - относительное значение амплитуды пульсаций тока. Пульсации потребляемого тока при квантова нии энергии присущи данной схеме и являются ее недостатком. Особенно этот недостаток проявляется с увеличением входного напряжения пре образователя и уменьшением нагрузки. При действии обеих факторов одновременно существенно уменьшается КПД. Цель изобретения - увеличение КП стабилизированного конвертора. Поставленная цель достигается те что в стабилизированный конвертор введеньл управляющая обмотка выходного трансформатора, резистор, конденсатор и вспомогательный выпрямитель, а времязадающий узел выполнен в виде интегрирующей КС-цепи, вход которого подсоединен к управля ющей обмотке выходного трансформато ра через вспомогательный выпрямитель, а выход, зашунтированный введенным резистором, через опорный стабилитрон подключен к общему базовому резистору транзисторов автогенератора в запирающем транзисторы направлении, при этом общий базовый резистор эашунтирован введенньЕ« кон денсатором. На чертеже представлена схема стабилизированного конвертора. Стабилизированный конвертор содержит двухтактный ключевой автогенератор 1, выходной выпрямитель 2 сглаживающий фильтр 3, выходной тра сформатор 4, транзисторы автогенератора 5 и б, первичные полуобмотки выходного трансформатора 7 и 8, обмотки обратной связи 9 и 10, вторич ную обмотку 11, управляющую обмотку 12, общий базовый резистор транзист ров автогенератора 13, вспомогатель ный выпрямитель 14, времязадающую КС-цепь 15, резистор 16, опорный стабилитрон 17 и конденсатор 18. Стабилизированный конвертор работает следующим образом. При возбуждении колебаний один из транзисторов автогенератора, например 5, - открыт, а транзистор б - закрыт. К первичной полуобмотке 7 выходного трансформатора 4 подключено напряжение источника питания, которое трансформируется во вторичную обмотку 11 и обмотку управления 12. Переменное прямоугольное напряжение со вторичной обмотки 11 подается на выходной выпрямитель 2, сглаживающий фильтр 3 и на выход. Переменное напряжение с управляющей обмотки 12 полается на выпрямитель 14 и через интегрирующую НС-цепочку 15 и опорный стабилитрон 17 подается на общий базовый резистор 13 транзисторов 5 и 6 автогенератора 1 . В цепи управления происходит последовательное преобразование трансформированного переменного прямоугольного напряжения. Это напряжение выпрямляется и подается в базовую цепь транзисторов 5 и 6 автогенератора 1 в виде импульсов, амплитудное значение которых определяется напряжением открытия стабилитрона 17. Амплитуда и полярность импульсов выбирается из условия надежного запирания транзисторов 5 и б автогенератора 1. При запирании транзисторов 5 и б срываются колебания в автогенераторе 1. С этого момента времени ток в нагрузке поддерживается за счет накопленной энергии в элементах фильтра L и С на этапе возбужденного состояния автогенератора. Напряжение на емкости конденсатора 18 и на выходе интегрирующей RC-цепи, шунтированной разрядным резистором 16.,- уменьшается. При снижении запирающего напряжения на емкости конденсатора 18 до уровня, при котором выполняется условие возбуждения колебаний в автогенераторе, автогенератор 1 возбудится и на выходе конвертора вновь появится напрял ение. Далее процессы в схеме повторяются. Среднее значение тока на нагрузке поддерживается за счет автоматического регулирования длительности возбужденного состояния автогенератора. С изменением входного напряжения изменяется напряжение в управляющей цепи и скорость заряда конденсатора интегрирующей RC-цепи 15 до заданного уровня открытия стабилитрона 17. Следовательно с изменением входного напряжения изменяется длительность работы автогенератора, а количество энергии, поступающей на нагрузку, не изменяется. Причем, пульсации напряжения на нагрузке могут быть снижены до минимума путем выбора соответствующих постоянных времени LC-цепи фильтра и НС-цепи управления. Использование новых элементов в цепи управления конвертора снижает потери в устройстве, так как уменьшается потребляемый от первичного и.сточника ток, обусловленный