Преобразователь постоянного напряжения
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е 00 535688
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕ i ЕДЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.03.75 (21) 2116069/07 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет
Опубликовано 15.11.76. Бюллетень Ке 42
Дата опубликования описания 18.11.76 (51) М. Кл. Н 02М 3/335//
Н 02Р 13/16
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 621.314,58 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения
Л. С. Зисман (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики
8 Т5
ЯЦ йкЯРГбб (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ6 ПОСТОЯННОГО НАПРЯ
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня постоянного напряжения с гальванической развязкой входа и выхода и стабилизации выходного напряжения.
Известны преобразователи постоянного напряжения, содержащие двухтактный транзисторный инвертор, выходной выпрямитель со сглаживающим фильтром и регулирующий ключевой элемент, управляемый от измерительного органа выходного напря>кения преобразователя (1, 2).
В таких преобразователях стабилизация выходного напряжения обеспечивается благодаря введению ключевого регулирующего элемента в цепь управления силовых транзисторов. При этом значительно усложняется схема преобразователя, так как для гальванического разделения цепей источника питания и нагрузки необходима установка дополнительного трансформатора в цепи управления регулирующим элементом.
Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является преобразователь, содержащий трансформатор, начало и конец первичной обмотки которого соединены соответственно с коллекторами первого и второго транзисторов, а средняя точка — с первым полюсом источника питания; обмотка управления трансформатора включена между базами второго и первого транзисторов, причем параллельно базам транзисторов подключена цепочка нз двух встречно включенных диодов, общая точка которых соединена со вfopbDI 110люсом источника и точкой соединения эмиттеров первого н второго транзисторов, вторичная обмотка указанного трансформатора со10 единена с основным выпрямнтсльным мостом, к выходу которого подключен сглаживающий фильтр, а дополнительная обмотка трансформатора включена на вспомогательный двухполупериодный выпрямитель, параллельно выхо15 ду которого подсоединсн ключевой элемент, причем управляющий вход этого элемента подключен к выходу блока управления, измерительная цепь которого подсоедннена к выходу сглаживающего фильтра.
В указанном устройстве гальваническое разделение цепей питания и нагрузки обеспечивается благодаря наличию дополнительной обмотки трансформатора и вспомогательного
25 двухполупернодного выпрямителя, что усло>княет схему. Кроме того, при закорачнваннн вторичной или дополнительной обмоток трансформатора генератор продолжает возбуждаться на частоте, значительно большен расчет30 ной, что снижает надежность его работы, 535688
55 б0
Цель изобретения — упрощение устройства и повышение надежности его работы.
Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий трансформатор с первичной, вторичной обмотками и обмоткой управления, первый и второй транзисторы, два встречно включенных диода, выходной выпрямитель, сглаживающий фильтр, ключевой элемент и блок управления, дополнительно введены резистор, включенный между общей точкой встречно включенных диодов и точкой соединения эмиттеров первого и второго транзисторов, и третий диод, включенный в прямом направлении между выпрямительным мостом и фильтром, при этом ключевой элемент подсоединен параллельно выходу выпрямителя.
На чертеже представлена схема предложенного преобразователя напряжения.
Преобразователь содержит трансформатор
1 с первичной обмоткой, состоящей из двух полуобмоток 2 и 3, вторичной обмоткой 4 и обмоткой управления 5, транзисторы 6 и 7, диоды 8 — 10, резисторы 11 — 13, выпрямитель
14, ключевой элемент 15, сглаживающий фильтр 16 и блок управления 17 с измерительным органом.
Ключевой элемент,15 может быть выполнен по любой известной схеме с использованием транзистора или тиристора и токоограничивающего резистора, а блок 17 — в виде нульоргана с триггерным действием или порогового элемента, включенных в выходную диагональ мостовой схемы, одно плечо которой состоит из двух резисторов, а другое — из резистора и стабилитрона, причем выходом блока управления является выход нуль-органа или порогового элемента. Коэффициент возврата нуль-органа и порогового элемента должен быть близок к единице, так как он определяет амплитуду пульсации выходного напряжения преобразователя.
Преобразователь работает следующим образом.
Силовой ток от источника питания поочередно проходит через соответствующую полуобмотку первичной обмотки трансформатора 11, транзистор (полуобмотка 2, транзистор 6 или полуобмотка 3, транзистор 7) и резистор 13.
Ток управления протекает через резистор 12, управляющий переход открытого транзистора и резистор 13, а от обмотки управления 5— через резистор 11, управляющий переход открытого транзистора, резистор 13 и диод 8 или
9. В результате введения резистора 13 ток управления транзисторами определяется не только напряжением управления (на обмотке
5), а разностью напряжения управления и падения напряжения на резисторе 13 от коллекторного тока. Вследствие этого при достижении коллекторным током определенной величины IH происходит надежный срыв генерапред ции преобразователя. При этом исключается возможность самовозбуждения генератора как на рабочей, так и на повышенной частоте. Выходное напряжение преобразователя снимается с обмотки 4 трансформатора 1, выпрямляется мостом 14 и через диод 10 подается на сглаживающий фильтр 16, с выхода которого напряжение поступает на нагрузку и блок управления 17. При номинальной величине напряжения на выходе моста 14 и на блоке управления 17 сигнал на выходе последнего отсутствует, и ключевой элемент 15 закрыт.
При повышении напряжения на входе блока
17, на его выходе появляется управляющий сигнал и ключевой элемент открывается. Сопротивление токоограничивающего резистора ключевого элемента 15 выбирается таким, чтобы через него протекал ток, несколько больший 1„„,„. Тогда из-за перегрузки произойдет срыв генерации преобразователя. Диод 10 предотвращает разряд конденсатора сглаживающего фильтра 16 через элемент 15. Указанный конденсатор будет разряжаться на нагрузку, и как только напряжение на ней станет на 2 — 3 /о ниже номинального значения, сигнал на выходе блока 17 исчезнет, и ключевой элемент 15 закроется. Таким образом напряжение на нагрузке поддерживается стабильным при изменениях напряжения питания и тока нагрузки.
Формула изобретения
Преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный самовозбуждающийся инвертор с силовыми транзисторами и выходным трансформатором, обмотка обратной связи которого включена между базами транзисторов, а входные цепи транзисторов шунтированы встречно-включенными диодами, выходной выпрямитель со сглаживающим фильтром и ключевой регулирующий элемент, цепь управления которого соединена с выходом измерительного органа выходного напряжения преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности он снабжен резистором, включенным в общую силовую цепь эмиттеров транзисторов, и диодом, включенным в прямом направлении в силовую цепь между фильтром и выпрямителем, причем параллельно выходу последнего включен указанный ключевой элемент.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авт. свид. СССР № 414715, М. Кл.
Н ОЗК 3/45, 1972 г.
2. Патент США № 3263150, кл. 321 — 45, 1964 r, 3. Патент
1960 г.
535688
Составитель В. Моин
Техред А. Камышникова
Корректор Н. Аук
Редактор Н. Каменская
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2367/6 Изд. № 1747 Тираж 882 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5