Регулируемый конвертор

Регулируемый конвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В.В.Петров и В.Я.Гавриленко (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике и может найти. применение в автономных системах электропитания аппаратуры связи и автоматики.

По основному авт. св. СССР

11 714588 известен регулируемый конверS тор,содержащий транзисторные инверторные каскады с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и 1.СД-фильтр подсоедиte нена к выходным выводам, которые связаны с транзисторами инверторного каскада, конвертор снабжен дополнительными транзисторами, базы и эмиттеры которых объединены соответст15 венно между собой и подключены через первую N;-цепочку к обмотке дополнительного трансформатора, другая об" мотка которого подсоединена к широтно-импульсному модулятору, третья обмотка через резистор подсоединена к дросселю 1.СД-фильтра, причем эмиттеры дополнительных транзисторов через вторую 11(:-цепочку подсоединены к транзистору инверторного каскада, коллекторы. этих транзисторов подсоединены через диод к дополнительной обмотке выходного трансформатора, а коллектор одного.из этих транзисторов соединен через третью RC-цепочку с входным выводом, который связан че- рез резистор с базой другого дополнительного транзистора $1) .

Недостатком данного конвертора является низкая стабильность выходного напряжения при малых токах нагрузки (менее 0,1-0,2 .Ти), где Линоминальный ток нагрузки. При указанных нагрузках имеет место значительное повышение (порядка на 303) выходного напряжения выше нормированного уровня. Это объясняется тем,что при малых токах нагрузки энергии, накопленной в дросселе ЕСД-фильтра, недостаточно для того, чтобы поддержать непрерывный ток и вместе с этим обеспечить напряжение отрицательной полярности на своей обмот3 92 ке в течение времени, необходимом для формирования паузы.По этой причине длительность паузы становится меньше длительности, задаваемой цепью обратной схемы управления конвертора, в результате чего возрастает коэффициент заполнения широтно-импульсного модулятора конвертора и выходное напряжение повышается выше нормированного уровня.

Цель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения.

Для достижения поставленной цели в регулируемый конвертор введен транзисторный ключ, подключенный па раллельно входу ЕСД-фильтра,.а дополнительный трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, причем выводы этой обмотки подсоединены к управляющему переходу упомянутого транзисторного ключа.

На чертеже представлена принципиальная схема регулируемого конвертора.

Конвертор содержит силовой 1 и вспомогательный 2 усилительные транзисторные каскады, включенные в первичные полуобмотки 3 и 4 выходного трансформатора 5. Вторичная обмотка 6 выходного трансформатора 5 нагружена на однополупериодный выпрямитель 7 и ЕСД-фильтр 8 с дросселем 9.

Одна из обмоток 1О дополнительного трансформатора ll через узел 12 сравнения подсоединена к выходным выводам. Другая обмотка 13 дополнительного трансформатора 11 своими концам через резистор 14 подсоединена к концам дросселя 9. Третья обмотка 15 дополнительного трансформатора

1.1 через первую RC-цепочку 16 подключена к параллельно соединенным входам первого 17 и второго 18 дополнительных транзисторов, эмиттеры которых через вторую RC-цепочку 19 подсоединены ко входу транзисторного инверторного каскада l, коллекторы этих транзисторов соединены между собой через диод 20 и вспомогательную обмотку 21 выходного трансформатора 5, а коллектор первого дополнительного транзистора 17 соединен через третью RC-цепочку 22 с входным выводом, который связан через цепь запуска 23 с базой второго дополнительного транзистора 18. Транзисторный ключ 24 подключен параллельно входу ЬСД-фильтра, à его управляющий переход подсоединен к концам

40 мотку 6, выпрямитель 7 и !,СД-фильтр

8 на выход конвертора.

Вспомогательный транзисторный каскад 2 подключает к входному источнику первичную полуобмотку 4 выходного трансформатора 5 и обеспечивает обратное перемагничивание трансформатора 5 при .запертом от внешнего сигнала силовом транзисторе 1, причем время обратного перемагничивания трансформатора 5 меньше времени запертого состояния силового транзистора 1;

Запуск конвертора осуществляется путем подачи входного напряжения и при помощи цепи запуска 23, выполненной, например, из последовательно соединенных кнопки и резистора. При загуске подается запирающий сигнал на второй дополнительный транзистор

18 и отпирающий сигнал на первый дополнительный транзистор 17, который подает через переход эмиттер-коллектор, вторую 19 и третью 22 RC-цепочки отпирающий сигнал на базу транзисторного инверторного каскада 1. Дальнейшее удержание транзисторов 1 и 17 в открытом состоянии обеспечивается за счет положительной обратной связи через выходной трансформатор 5, вь1прямитель 7, дроссель 9, дополнительный трансформатор 11 и первую

RC"öåïî÷êó 46. Причем базовый ток. транзисторного каскада 1 поступает от дополнительной обмотки 21 выходного трансформатора 5 через диод 20.

Процесс переключения транзисторного каскада 1 происходит следующим образом.

Напряжение положительной полярности с дросселя 9, имеющее прямоугольную форму, подается через резистор

14 на обмотку 13 дополнительного трансформатора 11. Дополнительный трансформатор 11 перемагничивается в прямом направлении и задает временной интервал рабочего хода импульсом óïравления, формируемом на его обмотке

15. При насыщении сердечника дополнительного трансформатора Il подает

8563 4 дополнительной обмотки 25 дополнительного трансформатора 11.

Конвертор работает следующим образом.

Транзисторный инверторный каскад

1 обеспечивает рабочий ход, при котором энергия от входных выводов передается через полуобмотку 3 выходного трансформатора 5, вторичную об8563 6.

5 92 до нуля напряжение на его обмотке 15 и конденсатор первой RC-цепочки 16 реверсирует ток на параллельных входах дополнительных транзисторов 17 и

18, осуществляя их активное переключение. Одновременно обрывается первым дополнительным транзистором 17 прямой базовый ток транзисторного каскада 1, подаваемый от дополнительной обмотки 21 выходного трансформатора 5 через диод 20. Транзисторный каскад 1 отключается и заканчивается рабочий ход. При его отключении конденсатор второй 19 КС-цепочки через открытый второй дополнительный транзистор 18 способствует рассасыванию избыточного заряда в базе транзисторного каскада 1, что обеспечивает улучшение формировки отключения и

1уменьшение динамических потерь мощности в транзисторном каскаде.

15 го

25 зо

50

Формула изобретения

При отключении транзисторного каскада 1 .полярность напряжения на обмотке дросселя 9 становится отрицательной. Напряжение отрицательной полярности поддерживается на обмотке дросселя 9 в течение паузы как в случае, когда энергия, накопленной дросселем во время рабочего хода, достаточно для того, чтобы поддержать непрерывным ток в своей обмотке, так и в случае (малые токи нагрузки вплоть до нуля), когда энергии, накопленной . дросселем 9 во время рабочего хода, недостаточно, чтобы поддержать ток непрерывным в своей обмотке в течение паузы. В первом случае дроссель

9 разряжается через диод на конденсатор ЬСД-фильтра, при этом транзисторный ключ 24 зашунтирован диодом .

ЕСД-фильтра и в работе участия не принимает.Во втором случае ток через обмотку дросселя 9 во время паузы поддерживается за счет энергии конденсатора ЕСД-фильтра, который частично разряжается через транзисторный ключ 24, который в это время открыт эа счет положительной обратной связи от обмотки дросселя.9 через дополнительную обмотку 25 дополнительного трансформатора 11. удерживается в закрытом состоянии, второй дополнительный транзистор 18 в открытом состоянии и поэтому транзистор 1 закрыт, т.е. в работе схемы наступила пауза. Длительность паузы определяется временем обратного перемагничивания сердечника дополнительного трансформатора 11, которое осуществляется напряжением отрицательной полярности дросселя 9. Окончание паузы происходит при насыщении сердечника дополнительного трансформатора 11, при этом подает до нуля, напряжение на его обмотке 15 и конденсатор первой 16 РС-цепочки обеспечивает реверс базовых токов транзисторов 17 и 18. При этом через вторую .

19 и третью РС-цепочки дается начальный бросок базового тока транзистора 1 от источника питания Е, а удержание транзисторов 1, 17 и 18 в соот" ветствующем состоянии производится по цепи положительной обратной связи, как это описано выше.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется автоматически посредством изменения временного интервала паузы, которая зависит от тока подмагничивания обмотки 10 дополнительного трансформатора 11, задаваемого узлом 12 сравнения, выполненного, йапример, на опорном элементе, усилителе постоянного тока (УПТ) и делителе напряжения, при этом при уве" личении тока подмагничивания увеличивается пауза, и, следовательно, коэфс фициент заполнения уменьшается. Вре" менные интервал выбраны так, что выходной трансформатор 5 не насыщается в интервале рабочего хода, а работает на линейном участке.

Таким образом, обеспечивается стабильность выходного напряжения на выходе конвертора (в нормированных пределах) при широком диапазоне изменения тока нагрузки вплоть до холостого хода.

При изменении полярности на обмотке дросселя 9 на отрицательную меняется также полярность напряжения на обмотке 15 дополнительного трансформатора 11. Этим напряжением первый дополнительный транзистор 17

Регулируемый конвертор по авт.св.

У 714588, отличающийся тем, что, с целью повышения стабиль ности выходного напряжения, в него введен транзисторный ключ,- подключенный параллельно входу ЬСД-фильтра, а дополнительный трансформатор

Составитель Н.Цишевс

Техред Т. Фанта

Редактор Н.Воловик т

Заказ 3278/72 Тираж 719

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 9285 снабжен дополнительной обмоткой, причем выводы этой обмотки подсоединены к управляющему переходу упомянутого транзисторного ключа. б3 8

Источники информации принятые во внимание при экспертизе!. Авторское свидетельство CCCP

11 714 88, кл. H 02 М 3/335, 1977. кая

Корректор А.ференц