Стабилизированный конвертор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсхиз
Социалистических
Республик (щ 684694 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (Щ 3аяелеио 080877(21) 2516168/24-07 с присоедииеиием заявки М (23) Приоритет— (51)М. Кл.2
Н 02 М 3/335
G 05 F 1/56
Государств«иный комнтет
СССР по делам нзобр«теннй н открытий
Опубликовано 050979. Бюллетень М 33
Дата опубликования описания 0509.79 (53) УДК 621. 316. . 722. 1 (088. 8) (72) Автор изобретения
А ° С. Баскин
Устройство относится к промышленной радиоэлектронике и может найти применение в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.
Изв естны транзисторные усилители мощности, в к от орых дости гаетс я снижение потерь во время переключения посредством введения реактивных элементов в выходные цепи. )Î
Извентен конвертор, который выполнен на транзисторе, эмиттером подключенный к полюсу источника питания, а коллектором через дополнительный дроссель соединенный с одним выходом индуктивно-активной нагрузки, другой вывод которой подключен к минусу источника питания. Нагрузка зашунтирована диодом и конденсатором. Дополнительный дроссель эашунтирован последовательно соединенным резистором и диодом (1).
В данном усилительном каскаде уменьшены потери при переключении транзистора усилителя, но ее недостатком является потеря энергии, эапасаемой в дросселе.
Известен конвертор, содержащий транзистор, в качестве элемента коммутации имеет дроссель с двумя обмотками, одна из которых включена последовательно в коллекторную. цепь транзистора, а другая через диод соединена с конденсатором фильтра (2), Недостатком известного конвертора является то, что потери при запирании транзистора не снижаются.
Известен также конвертор, содержащий коммутирующий транзистор, индуктивно-активную нагрузку, вспомогательные реактивные элементы-конденсатор и двухобмоточный дроссель, одна иэ обмоток которого включена в коллекторную цепь транзистора, а другая через диод — к входам источника питания. В этом регуляторе обеспечивается снижение коммутационных потерь в транзисторе при отпирании и запирании, а также используется энергия, накопленная в дополнительном дросселе, что обуславливает повышение КПД регулятора (3).
Недостатком известного устройства является отсутствие снижения коммутационных потерь в транзисторах двухтактного, в частности, полумостового усилителя мощности, работающего в составе стабилизированного конвертора, использующего пилообразное
684694 бестрансформаторным подключением к сети переменного тока, разряд дросселя на источник питания в этом устройстве практически нецелесообразен, поскольку возникающее при этом напря- )() кение превышает предельно допустимое коллекторное напряжение отечественных высоковольтных транзисторов, а также приводит к увеличению габарит6в и снижению надежности устройства и нарушению нормальной работы
ШИИ.
Целью изобретения являются увеличение КПД и повыаение надежности стабилизированного конвертора с ШИИ, использующего двухтактный полумостовой транзисторный усилитель мощности.
Для этого в стабилизированном конверторе, содержащем двухтактный транзисторный усилитель мсщности, выполненный по полумостовой схеме, оцной диагональю соединенный с выводами для подключения питающего источника, другой - с первичной обмоткой выходного .трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и иидуктивно-емкостиой фильтр
30 соединена с выводаэм длн подключения. нагрузки, к которым подключен один вход широтно-импульсного модулятора, другой вход которого соединен с вы35 ходом генератора пилообразного напрякения, а выход соединен со входом формирователя управляющих импульсов, выходы которого связаны с выходными цепями транзисторов усилителя мощ40 ности, конденсатор и два двухобмоточных дросселя, в каждом иэ которых первая обмотка включена в коллекторную цепь соответствующего транзистора усилителя мощности, а последовательно в цепь второй обмотки включен диод параллельно первичной обмотке выходного трансформатора включен конденсатор, вторые обмотки дроссе" лей объединены через упомянутые диоды и подключены к дополнителЪно введенному конденсатору, соединенному через допслнительно введенный дроссель с выводами для подключения нагрузки.
На чертеже приведен стабилизированный конвертор, принципиальная электрическая схема.
Стабилизированный конвертор содержит двухтактны» полумостовой . 60 усилитель мощности, включающий в себя силовые транзисторы 1, .2 и емкостной делитель 3 выходной трансформатор 4, выходной выпрямитель 5, индуктивно«емкостной фильтр 6, awpcrr-65 но-импульсный модулятор 7, генератор напряжение в широтно-импульсном модуляторе (ШИК) . Так, при использовании двухобмоточного дросселя в .коллекторной цепи каждого транэисто1ра двухтактного усилителя мощности, работающего в составе стабилизированного конвертора источника питания с 5
8 пилообразного напряжения, формирователь 9 управлякщих импульсов, двухобмоточные дросселн 10, 11, диоды 12, 13, конденсатор 14, дополнительный конденсатор 15, дополнительный дроссель 16, обмотки дросселей 10 и
11-17 (18}, 19 (20) .
Стабилизированный конвертор работает следующим образом.
В, ШИМ 7 сулиа выходного напряжения и пилообразного напряжения, вырабатываемого генератором 8, сравнивается с опорным напряжением. Трапецеидальные широтно-модулированные импульсы с выходами ШИМ 7 поступают на вход формирователя 9 управляющих импульсов, на двух выходах которого образуются сдвинутые на 180 друг относительно друга последовательности широтно-модулированных импульсов поступающие во входные цепи силовых транзисторов усилителя мощности, которые переключаются со скважностью, обеспечивающей поддержание выходного напряжения на заданном уровне независимо от внешних дестабилизирующих воздействий. При отпнраннн силового транзистора 1(2) напряжение, равное половине входного, прикладывается к обмотке 17(18) и нарастаwe коллекторного тока транзистора происходит прн нулевом коллекторном напряжении, т.е. в транзисторах полностью отсутствуют потери прн включении. Диод 12(13) при этом заперт.
При эапирании транзистора 1(2) конденсатор 14 разряжается на первичную обмотку трансформатора 4, поддерживая некоторое время ток в нагрузке за счет накопленной в нем энергии. При этом спад коллекторного тока в транзисторе 1(2) происходит при относительно низком напряжении на коллекторе и потери прн включении значительно снижаются.
Мгновенная и средняя мощности рассеяния в транзисторах 1, 2 существенно уменьшаются.
Траектория рабочей точки выходной характеристики каждого транзистора лежит в благоприятнсй зоне и значительно удалена от области вторичного пробоя, что повышает надежность стабилизированного конвертора.
При запирании транзистора 1(2) отпирается диод 12(13) и энергия, запасенная в магнитном поле сердечника дросселя 10 (1 1), через обмотку
19 (20) и диод 12 (13) сбрасывается на конденсатор 15, откуда через усредняющий дроссель 16 поступает на нагрузку. Индуктивность дросселя выбирается такой, чтобы колебания тока в нем были незначительными и е искажали форму пульсации на выходе конвертора, обуславливая нормальный режим ШИ4 н.устойчивый режим работы конвертора. Энергия, эапасаемая в магнитном поле сердечников дросселей 10, ll используется в на684694 6 образного напряжения, а выход— со входом формирователя управляющих импульсов, выходы которого соединены с входными цепями транзисторов усилителя мощности, конденсатор и два двухобмоточных дросселя, в каждом из которых первая обмотка включена в коллекторную цепь соответствующего транзистора усилителя мощности, а в последовательной цепи второй обмотки включен диод, параллельно первичной обмотке выходного трансформатора включен конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повыаения КПД и надежности устройства, вторые обмотки дросселей объединены через упомянутые диоды и подключены к введенному конденсатору, соединенному через введенный дроссель с выводами для подключения ,нагрузки.
Формула изобретения
Составитель Л. Стрелкин
Редактор Ю. Челюканов Техред С.Мигай Корректор Ю, Макаренко
Заказ 5303/51 Тираж 857 Подписное
ЦлИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
»
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 грузке, в результате чего КПД стабилизированного конвертора повышается.
При необходимости в цепи конденсатора 14 может быть включен резистор для демпфирования паразитного колебательного процесса импульсов кол- 5 лекторного тока транзисторов 1, 2.
Таким образом, в предложенном стабилизированном конверторе, содержащем двухтактный полумостовой усилитель мощности на транзисторах и . 10 широтно-импульсный модулятор, использующий пилообразное напряжение, достигается увеличение КПД и повыаение надежности эа счет снижения мощности рассеяния при переключениях силовых транзисторов.
Стабилизированный конвертор, содержащий двухтактный транэисторныйусилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме, одной диагональю соединенный с выводами для подключения питающего источника, а другой — с первичной обмоткой выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и индуктивноемкостной фильтр соединена с выводами для подключения нагрузки, к которым подключен один вход широтно-импульсного модулятора, другой его вход соединен с выходом генератора пилоИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Машуков Е. В. Уменьшение динамических потерь в транзисторных импульсных усилителях мощности, с6. Электронная техника в автоматике, пад ред. Ю. И. Конева, вып. 2, M
Сов ° радио, 1971, с. 71, рис. 16.
2. Авторское свидетельство СССР
В 280572, кл. Н 02 М 3/04, 1968.
3, Устройства вторичных источников электропитания ЭРА, МД ТП имени
Ф. Э. Дзержинского, 1976, с. 101.