Стабилизированный преобразователь постоянного

Стабилизированный преобразователь постоянного

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

3297

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.11.1972 (№ 1745643/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.Х11.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 9.1V.1974

G 051 1 64

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений

И GTKPblTMH

621 316 722 1(088 8) Автор изобретения

А. В. Воробьев

Заявитель

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники и может быть использовано в качестве источника питания аппаратуры автоматики, связи и вычислительной техники.

Известны схемы преобразователей напряжения, позволяющис весьма простым способом получать стабилизированное постоянное напряжение с гальваническим разделением входных и выходных цепей, содержащие трансформаторный двухтактный генератор напри>кения несимметричной прямоугольной формы, выполненньш по схеме с трансформаторной обратной связью, выпрямительный диод, сглаживающий L диодом, схему сравнения и регулирующий транзистор.

Однако для питания регулирующего транзистора используется вспомогательная обмотка трансч>орматора с Выпрямительным диодом, ITO усложняет схему и спи>кает надежностьь преобразователя. Кроме того, такие преобразователи имеют высокое выходное сопротивление при малых токах нагрузки, а для его уменьшения приходится увеличивать частоту преобразования или применять сглаживающпй дроссель с большими значениями индуктивности, что снижает к.II.ä. и увеличиваст габариты преобразователя.

Цель изобретения — упрощсние схемы и уменьшение выходного сопротивления при малых токах нагрузки стабилизированного несимметричного преобразователя постоянного напряжения с гальваническим разделением входных и выходных цепей.

Это достигается включением между концом выходной обмотки трансформатора и выходным зажимом преобразователя цепи из

10 соединенных встречно-параллельно силового выпрямительпого диода и промежутка эмиттер — коллектор регулируюгцего транзистора, что позволяет обеспечить питание регулирующего транзистора обратным напряжением силового диода и тем самым упростить схему, исключив из нее вспомогательную обмотку трансформатора и выпрямительный диод, а также уменьшить выходное сопротивление преобразователя при малых токах нагрузки.

20 На чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит трансформаторный генератор прямоугольного напряжения, выполненный по несимметричной двухтактной

25 схеме на транзисторах 1 „T и трансформаторе Тр; силовой выпрямительные диод Jgi, выходной сглаживающий фильтр (дроссель Др, выходной конденсатор С) с обратным диодом Д,. схему сравнения, образован30 пую опорным стабилитроном Дз, делителем

408297

W3 2 пит Ль1т à

3 выходного напряжения на резисторах Ri, R и усилителем сигнала ошибки на транзисторе Тз, и регулирующий транзистор Т4.

При работе генератора (транзисторы Т, Т, трансформатор Тр) преобразователя транзисторы Т, и Т поочередно переключаются. При включении транзистора Т, трансформированное в обмотку Тр напряжение питания U, через диод Дг прикладывается к выходному фильтру (диод Дь, дроссель Др, конденсатор С) . Длительность включенного состояния транзистора Т (а следовательно и длительность импульса напряжения, приложенного к выходному фильтру) определяется временем перемагничивания сердечника трансформатора Тр под действием напряжения U „, и обратно пропорциональна этому напряжению (если сердечник трансформатора выполнен из материала с прямоугольной формой петли гистерезиса). После насыщения сердечника трансформатора Тр запирается транзистор Т„включается транзистор Т,, и напряжение U, через балласчный резистор

R3 прикладывается к обмотке Тр трансформатора Тр. Напряжение на обмотке Трз меняет знак и через обратный диод Дь прикладывается к цепи из параллельно соединенных диода Д и регулирующего транзистора Т4.

При этом диод Д смещен в обратном направлении и обесточен, а напряжение Uq на обмотке Трь трансформатора Тр определяется (пренебрегая намагничивающим током трансформатора Тр) величинами: У„„„сопротивление резистора R3 и тока 1т, коллектора транзистора Т4, т. е. где Wq и N3 — числа витков обмоток Тр, и

Трз соответственно.

В интервале открытого состояния транзистора Т напряжение, приложенное к выходному фильтру (диод Д, дроссель Др, конденсатор С), равно прямому напряжению диода

Дь, т. е. близко к нулю.

Длительность включенного состояния транзистора Ть, а следовательно, и длительность паузы между однополярными импульсами отрицательного напряжения, приложенного к выходному фильтру, определяется временем перемагничивания сердечника трансформатора Тр под действием напряжения и обратно пропорциональна этому напряжению. После насыщения сердечника трансформа гора Тр транзистор Т> запирается, а транзистор Т> включается, и начинается новый цикл работы преобразователя.

Изменяя ток коллектора транзистора Т., и, следовательно, длительность паузы импульсов напряжения, действующих на выходном фильтре, можно изменять выходное напряжение преобразователя (равное среднему значению импульсного напряжения, приложенного к выходному фильтру) .

При увеличении (умепьшения) выходного напряжения U,„, преобразователя под действием тех или иных Ilpcl àáèëèçèðóEoùèõ факторов (изменение напряжения питания, тока нагрузки и т. д.) транзисторы Тз и Т отпираются (запираются) напряжением рассогласования, которое определяется разностью части выходного напряжения (снимаемой с резистора R ) и опорного напряжения (создаваемого стабилитроном Дз).

Увеличение (уменьшение) коллекторного тока транзистора Т, приводит к уменьшению (к увеличению) напряжений Уь, увеличению (уменьшению) длительности открытого состояния транзистора Т, и в конечном итоге к уменьшению (увеличению) среднего значения однополярного импульсного напряжения, приложенного к выходному фильтру (диод Дь, дроссель Др, конденсатор С) в такой степени, что выходное напряжение преобразователя поддерживается неизменным на заданном схемой сравнения уровне.

Включение регулирующего транзистора Т4 параллельно диоду Д одновременно способствует уменьшению выходного сопротивления преобразователя в области малых токов агрузки. В интервале открытого состояния транзистора Т> через обратный диод jh в прямом направлении одновременно протекают ток регулирующего транзистора Т4 и ток нагрузки, поддерживаемый электродвижущей силой самоиндукции дросселя Др. Этот ток под действием выходного напряжения U„„ уменьшается до нуля, а затем изменяет направление и увеличивается, стремясь к величипе тока 1т, . При увеличении выходного напряжения U„, вследствие уменьшения тока нагрузки ток 1т,, как это следует из предыдущего, также увеличивается, шунтируя через диод Д выходную обмотку Трз трансформатора Тр.

Это увеличивает длительность открытого состояния транзистора Ть (интервала времени, в течение которого импульсное напряжение обмотки Трз не поступает к выходному фильтру), а также увеличивает время изменения тока дросселя от его начального значения (равного практически току нагрузки) до конечного (равного току !т, ), т. е. время, в течение которого диод Д смещен в прямом направлении.

Иначе говоря, через дроссель Др в течение гсего интервала времени открытого состояния транзистора Т протекает непрерывный ток, разряжающий выходной конденсатор С.

Поэтому среднее значение импульсного напряжения, приложенного к выходному фильтру (и, следоватсльпо, выходное напряжение

Up>,,), будет из".IcEIEETbc,E незначительно при значительно:;I у..еньшенин тока нагрузки (даже при полном снятии нагрузки), т. е. вы:одное сопротивление преобразователя в области малых нагрузочных токов существенно уменьшается.

408297

Предмет изобретения

1 1 /(! (!

7д

Llg

Составитель В. Стрелкин

Техред Л. Богданова

Редактор Т. Загребельная

Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод

Заказ 840/11 Изд. № 319 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения на транзисторах, содержащий трансформаторный двухтактный автогенератор прямоугольного напряжения, выпрямительный диод, сглаживающий LCфильтр с образным диодом, схему сравнения и регулирующий транзистор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения схемы и уменьшения выходного сопротивления в области малых токов нагрузки, между концом выходной обмотки трансформатора и одним

5 из выходных зажимов включена цепь из соединенных встречно-параллельно выпрямительного диода и промежутка эмиттер — коллектор регулирующего транзистора.