Преобразователь-стабилизатор напряжения

Преобразователь-стабилизатор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.09.73 (21) 1957531/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 20.01.76 (51) М. Кл. G 05f 1/64

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621 316 722 1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. К, Зайцевский (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-СТАБИЛИЗАТОР НАП РЯ)КЕ Н ИЯ

Преобразователь предназначен преимущественно для использования в бестрансформаторных сетевых блоках питания, выполненных с применением высокочастотных высоковольтных кремниевых транзисторов.

Известный преобразователь-стабилизатор содержит задающий генератор, двухтактный усилитель мощности с трансформаторным входом и выходом, силовой и вспомогательный выпрямители, работающий па двойной частоте задающего генератора широтно-импульсный модулятор, управляющий транзисторным ключом, который обеспечивает выключение транзисторов усилителя мощности путем отключения их эмиттеров от средней точки управляющих обмоток входного трансформатора. Такой преобразователь имеет низкую надежность, органиченную область применения и низкую стабильность выходного напряжения.

Действительно, сигнал, выключающий транзисторы усилителя мощности, образуется путем разрыва цепи обмоток трансформатора, как это происходит в двухтактном преобразователе с нулевым выводом. В момент разрыва возникает импульс обратной полярности, величина которого зависит от соотношения величин индуктивности рассеяния трансформатора и нагрузки. При повышенных частотах преобразования это соотношение ухудезВЕФ" н -"

«» 473994 шается и величина импульса возрастает из-за ухудшения магнитных свойств сердечника трансформатора. Требуемый режим перекаючения транзисторов усилителя нарушается, 5 работа прототипа становится неустойчивой.

Упомянутый импульс увеличивает опасность пробоя перехода база-эмиттер транзистора (особенно высокочастотного) и его вторичного пробоя на этапе запирания.

1р Указанные обстоятельства ограничив нот область надежной работы известного преобразователя низкими частотами преобразов»ния с использованием низкочастотных (сплавных) транзисторов.

Для его реализации необходима средняя точка управляющих обмоток трансформатора усилителя мощности. Это не позволяет выполнить последний по полумостовой схеме, позволяющей полностью использовать транзисторы по напряжению, и по мостовой схеме, в которой с паузой переключается пара транзисторов, подключенных и разным полюсам источника питания, и отсутствует ток «пере.крытия» через этп транзисторы.

Таким образом, известный преобразователь не может использоваться при повышенном напряжении питания в случае двухтранзисторного усилителя мощности и не допускает зО полнения усилителя мощности по мост схеме с минимальными динамическими потерями.

В предлагаемом преобразователе-стабилизаторе напряжения в целях устранения указанных недостатков в цепь первичной обмотки входного трансформатора усилителя мощности введен балластный резистор, а к одной из обмоток этого трансформатора подключен управляемый упомянутым широтно-импульсным модулятором короткозамыкатель.

На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя-стабилизатора напряжения.

Задающий генератор 1 преобразователя выполнен по полумостовой схеме с коммутирующим трансформатором 2 на транзисторах 3 и 4, которые совместно с транзисторами 5 и 6 образуют мостовой усилитель мощности 7 с силовым трансформатором 8 и выпрямителем 9. Переходы база-эмиттер транзисторов 5 и 6 соединены с вторичными обмотками входного трансформатора 10 усилителя мощности. Первичная обмотка 11 этого трансформатора через балластный резистор 12 подключена к выходу задающего генератора 1, а дополнительная обмотка 13 соединена с короткозамыкателем 14, выполненным на транзисторе 15 с выпрямителем 16.

Вход короткозамыкателя соединен с выходом работающего на удвоенной частоте задающего генератора широтно-импульсного модулятора 17, который соединен с отдельной обмоткой трансформатора 2 и с выходными зажимами преобразователя.

Выходное напряжение преобразователя стабилизируется по замкнутой компенсационной схеме путем изменения длительности паузы па нуле в выходном напряжении мостового усилителя мощпости 7, транзисторы 3 и 4, которого переключаются без паузы, а транзисторы 5 и 6 — с паузой. На транзисторах 3 и 4 выполнен по полумостовой схеме с коммутирующим трансформатором 2 задающий генератор 1 прямоугольного напряжения. Из этого напряжения формируется переключающее транзисторы 5 и 6 напряжение с паузой па нуле. Для этого прямоугольное напряжение подается на первичную обмотку 11 трансформатора 10 через балластный резистор 12.

Пауза в каждый полупериод образуется при замыкании обмотки 13 этого трансформатора транзисторным короткозамыкателем 14, которым управляет широтно-импульсный модулятор 17, связанный с выходом преобразователя.

В предлагаемом преобразователе, в отличие от прототипа, выбросы в напряжении, переключающем транзисторы 5 и 6, отсутствуют благодаря формированию паузы замыканием оомоткп входного трансформатора усилителя мощности. Это позволяет повысить надежность преобразователя.

473994

Препятствий к применению высокочастотных транзисторов и к использованию любой схемы усилителя мощности предлагаемый преобразователь пе имеет, что расширяет область

5 его применения.

Подключение цепи обратной связи к силовому, а не к вспомогательному выпрямителю позволяет повысить стабильность выходного напряжения без возникновения гальваниче10 ской связи входа с выходом.

Преобразователь может быть упрощен за счет вывода вспомогательного выпрямителя и резисторов из цепей без транзисторов усилителя мощности, Функции последних выпол15 няет балластный резистор 12. Дальнейшее значительное упрощение преобразователя и защита его от короткого замыкания обеспечиваются выполнением задающего генератора на транзисторах моста.

Токи «перекрытия» транзисторов усилителя мощности устранены через транзисторы 3 и 4 использованием их в генераторе с коммутирующим трансформатором, через транзисторы 5 и 6 переключением их напряжением с паузой на нуле. Все транзисторы усилителя мощности запираются пассивно — опасность вторичного пробоя при этом минимальна. Высокая скорость запирания обеспечивается высокочастотными кремниевыми транзисторами, а для транзисторов 5 и 6 еще и малыми (доли ома) сопротивлениями в цепях баз, это также ограничивает их тепловой ток во время паузы.

Отсутствие токов «перекрытия» и пассивное запирание транзисторов увеличивают надежность преобразователя, особенно при напряжении питания, близком к максимально допустимому.

Предмет изобретения

Преобразователь-стабилизатор напряжения, содержащий задающий генератор, трапсформаторный двухтактный усилитель мощности с транзисторами, по цепи управления соединенными с задающим генератором через входной трансформатор, широтно-импульсный модулятор, работающий на двойной частоте задающего генератора, и выходной выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, расширения области применения и повышения стабильности выходного напряжения, в цепь первичной обмотки входного трансформатора введен бал"5 ластный резистор, а к одной из обмоток этого трансформатора подключен по цепи управления соединенный с широтно-импульсным модулятором короткозамыкатель, например транзисторный.

473994! !

Составитель Г, Стоянов

Техред М. Семенов

Корректор Л. Котова

Редактор Т. Юрчикова

Подписное

МОТ, Загорский филиал

Заказ 6391 Изд. ¹ 15I7 Тираж 869

ИНИИПИ Государственнога комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-Ç5, Раушская наб., д. 4/5