Стабилизированный конвертор

Стабилизированный конвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.09.78 (21) 2662510/24-07 (51) М.К . с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 М 3/335

Гооударстееииый комитет (23) Приоритет—

СССР ло делам иаобретеиий и открытий

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 31.03.81 е (53) УДК 621.314..57 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. Ш. Нисман

Специальное конструкторское бюро

«Виброприбор» (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР

Изобретение относится к электронике и может быть применено, в частности, в качестве вторичного источника питания.

Известен стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся однотактный инвертор с выходным трансформатором, одна вторичная обмотка которого подсоединена через стабилитрон, зашунтированный конденсатором, к базо-эмиттерному переходу транзистора, эмиттер, коллекторный переход которого через другую вторичную обмотку связан с выходными выводами 111.

Этот конвертор имеет низкую стабильность выходного напряжения, которая может быть вызвана изменением питающего напряжения, температуры, тока нагрузки и дрейфом. Стабилизация выходного напряжения в данном преобразователе осуществляется регулированием положительного смещения в базовой цепи транзистора однотактного инвертора и соответственно регулированием накопленной энергией при изменении исходного напряжения. Изменение тока нагрузки нарушает оптимально выбранный режим работы регулирующего транзистора, так как напряжение на эмиттере

2 последнего, выбираемое несколько большим напряжения опорного источника, значительно меняется от тока нагрузки.

Кроме того, подверженный температурным воздействиям регулирующий транзистор

5 при постоянной нагрузке и постоянном исходном напряжении изменяет величину положительного смещения и соответственно выходное напряжение с преобразователя. При; чем переход на режим накопления энергии в преобразователе начинается при нулевом тр токе вторичной цепи и ЭДС равной нулю и определен случайными токами коллектора транзистора однотактного инвертора. Это, в свою очередь, накладывает низкие требования к стабильности длительности накопления энергии и соответственно к выходному напряжению.

Наиболее близким по технической сущности является стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающий инвертор с выходным трансформатором, одна вторичная обмотка которого подсоединена через первый конденсатор к базо-эмиттерному переходу транзистора, эмиттерно-коллекторный переход которого через вторую вторичную обмотку связан с первой выход817909 ной клеммой конвертора и с конденсатором вторым выводом соединенный со второй выходной клеммой и эмиттером транзистора (2) .

Недостатком этого конвертора является невозможность плавного регулирования выходного напряжения.

Целью изобретения является обеспечение плавного регулирования выходного напряжения.

Для достижения цели в стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся инвертор на двух транзисторах и выходном трансформаторе с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, причем одна из вторичных обмоток выходного трансформатора через первый конденсатор подключена к базо-эмиттерному переходу одного из транзисторов, эмиттерно-коллекторный переход которого через вторую вторичную обмотку выходного трансформатора соединен с первым выходным выводом конвертора и с одной из обкладок второго конденсатора, вторая обкладка которого соединена со вторым выходным выводом конвертора и с эмиттером упомянутого транзистора введены вспомогательный транзистор, эмиттерно-коллекторным переходом включенный параллельно первому конденсатору, формирователь опорного напряжения, подключенный к вновь введенной третьей вторичной обмотке, и переменный резистор, крайними выводами подключенный к выходу формирователя опорного напряжения, а средним выводом — к базе вспомогательного транзистора, эмиттер которого подключен к одному из крайних выводов переменного резистора и к точке соединения обкладок конденсаторов и эмиттера транзистора инвертора с выходным выводом конвертора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема конвертора; на фиг. 2 . — один из вариантов построения формирователя опорного напряжения.

Стабилизированный конденсатор содер жит транзистор 1, коллектором соединенный через обмотку 2 со входной клеммой 3 питания, а базой через обмотку 4 положительной обратной связи, резистор 5, зашунтированный конденсатором 6, соединен с эмиттером транзистора 1 и второй входной клеммой 7 питания, вторичная обмотка 8 одним концом соединена с первым выходным выводом 9 конвертора и с накопительным конденсатором 10, а другим концом через эмиттерноколлекторный переход транзистора 11 со втсрым выходным выводом 12 и второй обкладкой конденсатора 10. Вторая вторичная обмотка 13 через базо-эмиттерный переход транзистора 11 соединена с конденсатором 14, зашунтированным эмиттерно-коллекторным переходом транзистора 15, базой подключенного к среднему выводу переменного резистора 16. Третья вторичная обмотка 17 подключена ко входу формирователя 18 опорного напряжения, выходом соединенного с крайними выводами переменного резистора 16. Обмотки 2, 4, 8, 13 и 17 расположены на сердечнике трансформатора 19.

Конвертор работает следующим образом.

При подключении к шинам 3 и 7 питающего источника в коллекторной цепи транзистора 1 протекает неуправляемый ток, который, проходя через обмотку 2, вызывает изменение магнитного потока в сердечнике трансформатора и индукти рова ние ЭДС в обмотке 4. Приоткрытие транзистора 1 приводит к увеличению тока в коллекторной цепи, что в свою очередь, вызывает увеличение тока цепи базы. Ливанообразное развитие процесса заканчивается, когда транзистор 1 переходит в состояние насыщения.

При этом все напряжение источника оказывается приложенным к обмотке 2. Закон изменения тока в цепи коллектора транзис-тора 1 целиком определяется индуктивностью обмотки 2.

Индуктивность первичной обмотки близка к линейной, и ток в цепи коллектора нарастает по линейному закону до величины максимального тока, после чего транзистор выходит из режима насыщения. Увеличение сопротивления транзистора 1 уменьшает скорость нарастания потока в магнитопроводе, что вызывает изменение направления

ЭДС в обмотках. Напряжение на обмотке 4 измейяет знак, и транзистор переходит в зо состояние отсечки, Изменение знака напряжения на обмотках 8, 13 и 17 приводит к появлению тока через базо-эмиттерный переход тразистора 11, который открывается, а обмотка 8 оказывается приложенной к накопительному конденсатору. Транзистор 11 находится в режиме инверсного включения и через его эмиттерно-коллекторный переход протекает ток, равный току нагрузки и току подзаряда конденсатора 10. Формирователем опорного напряжения 18 осу4О ществляется преобразование напряжения, индуктированного в обмотке 17, в стабильное постоянное напряжение, уровень которого затем регулируется переменным резистором 16. Током через базо-эмиттерный переход транзистора 11 заряжается конденса4> тор 14. При достижении "уровня напряжения на конденсаторе 14 опорного уровня открывается базо-коллекторный переход транзистора 15 и часть энергии, накопленной в трансформаторе, замыкается через его открытый эмиттерно-коллекторный переход.

Другая часть энергии передается в нагрузку.

Транзисторы 11 и 15 включены инверсно для уменьшения остаточного напряжения.

Уменьшение накопленной энергии приводит к уменьшению на конденсаторе 14 и далее к прикрыванию базо-коллекторного перехода транзистора 15. Увеличение сопротивления его эмиттерно-коллекторного перехода приводит к уменьшению тока через базо817909

Составитель С. Ситко

Редактор И. Ковальчук Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 461/74 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 эмиттерный переход транзистора 15 и к увеличению сопротивления эмиттерно-коллектор ного перехода транзистора 11, а увеличение сопротивления в цепи обмотки 8 вызывает изменение направления ЭДС в обмотках и лавинообразное отключение транзисто ра 11, а также лавинообразный переход в состояние насыщения транзистора 1.

Формирователь опорного напряжения (фиг. 2) состоит из выпрямительного диода 20, фильтрующего конденсатора 21 и стабилитрона 22 с балластным резистором 23

Обмотка 17 подключена таким образом, что напряжение на конденсаторе 21 постоянно и потому через резистор 23 и стабилитрон 22 протекает постоянный ток, а на выходе формирователя 18 формируется стабильный уровень.

Изменением опорного напряжения осуществляется плавное регулирование напряжения, прикладываемого к обмотке 13 и далее к обмотке 8 с учетом трансформации, следовательно, и выходного напряжения 20 конвертора.

Формула изобретения

Стабилизированный конвертор, содержащий самовозбуждающийся инвертор на двух транзисторах и выходном трансформаторе, с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, причем одна из вторичных обмоток выходного трансформатора через

6 первый конденсатор подключена к базоэмиттерному переходу одного из транзисторов, эмиттерно-коллекторный переход которого через втдрую вторичную обмотку выходного трансформатора соединен с первым выходным выводом конвертора и с одной из обкладок второго конденсатора, вторая обкладка которого соединена со вторым выходным выводом конвертора и с эмиттером упомянутого транзистора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавного регулирования выходного напряжения, в него введены вспомогательный транзистор, эмиттерно-коллекторным переходом подключенный параллельно первому конденсатору, формирователь, опорного напряжения, подключенный к вновь введенной третьей вторичной обмотке, и переменный резистор, крайними выводами подключенный к выходу формирователя опорного напряжения, а средним выводом — к базе вспомогательного транзистора, эмиттер которого подключен к одному из крайних выводов переменного резистора и к точке соединения обкладок конденсаторов и эмиттера транзистора инвертора с выходным выводом конвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Исаев Э. А. Полупроводниковые преобразователи напряжения. М., Воениздат, 1962, с. 49, рис. 20.

2. Авторское свидетельство СССР № 655043, кл, Н 02 М 3/335, 1977.