Преобразователь напряжения

Преобразователь напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С А Н И Е „„930527

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

2 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.09.80 (21) 2981772/24-07 (51) М. КЛ.

Н 02 М 3/335 с присоединением заявки,%

3Ъсуаарстееммый кеммтет (23) Приоритет ае делам мэебретемнй

Il открытий

Опубликовано 23.05.8 -. Бюллетень %19

Дата опубликования описания 23.05.82 (53) УДК 621.314..58 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.,Г. Жучков н В. EL Мочалов (73 ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователь напряжения предназначен для использования в устройствах автоматики н вычислительной техники в качестве вторичного источника стабилизированного напряжения постоянного . то ка, гальваннчески развязанного с первичным.

Известны преобразователи напряжения, в которых гальваническая развязка первичного и вторичного стабилизированного источников осуществлена с помощью маг. нитно-транзисторного генератора, например в устройстве, в KQTopoM кроме того для стабилизации выходного напряжения в качестве обратной. связи использован магии торез ис тор, включенный в базовые цепи транзисторов генератора, н помещенный в зазор постоянного мат нита с обмоткой, включенной последовательно с нагрузкой (11 .

Известен также преобразователь напряжения, выполненный на магнитно-транзисторном генераторе, однако стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью магннтоднодов, являющихся одновременно выходными выпрямительными. Диоды помещены в зазор постоянного магнита с обмоткой, включенной последовательно с нагрузкой 32(.

Однако такие преобразователи имеют .oTHocHTBJIbHo HHBKHA KHE1, поскольку нх управление осуществляется по базам силовых транзисторов — в первом случае, силовыми днодамн, - во втором.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения, который содержит магнитно-транзисторный генератор с сн15 ловым н переключающим транзисторами и трансформатор с силовой, переключающей н двумя выходными обмотками, Первая выходная обмотка соединена последовательно с диодом н регулирующим транзистором, а вторая — через выпря20

t. мительный и коммутнруюшян диоды н сглаживающий фильтр — с нелинейным мостом, со стабнлптроном в одном нз . его плеч н транзистором в диагонали, 3 9305 соединенным с регулирующим транзистором.

Принцип стабилизация выходного напряжения состоят s том, что его изме нение усиливается зранзистором в диагор нали нелинейного моста. и определяет состояние регулирующего транзистора, При этом магнитно-транзисторный гене ратор в первом такте работы отдает за: ряд энергии в нагрузку, а во втором, 10 происходит его переключение в исходное состояние, Время переключения, определяемое регулирующим транзистором (или величиной выходного напряжения), и определяет стабилизацию выходного И напряжения (3 J .

Однако известный преобразователь имеет низкий КПД, так как в такте переключения в исходное состояние магнит но-транзисторный генератор нагружен на 2я регулирующий транзистор.

Таким образом, известный преобразователь напряжения, реализует аналоговый способ стабилизации выходного напряжения, являющийся малоэкономичным. 25

Регулирующий транзистор может работать в двух предельных режимах; отсечки и насыщения, но в основном он работает в активном режиме. Рассеивание мощности на регулирующем транзисторе (осо- Зр бенно в активном режиме) значятельно ухудшает его КПД.

Йель изобретения.- повышение КПЙ преобразователя напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения, содержащий магнитно-транзисторный генератор, выполненный на силовом и переключающем транзисторах, присоединенных к трансформатору с силовой, переключающей и двумя выходными обмотками, первая иэ которых соединена последовательно с диодом, а вторая через выпрямительный я коммутяруюший диоды и сглаживающий фильтр попключена к нелинейному мосту, плечи которого содержат резисторы и стабилитрон, а диагональ моста йодсоединена к управляющему переходу измерительного транзистора, выходная цепь которого связайа с регулирующим транзистором, введены стабилитрон и управляющий трансформатор, первичная обмотка которого связана с первой выходной обмоткой тран сформатора через силовую цепь измерительного транзистора, а вторичная обмот

I $$ ка подключена к входу регулирующего транзистора; коллектор которого соединен с. одним иэ концов переключающей. обмотки трансформатора, подключенным че27 4 рез стабилитрон к коллектору переключа ющего транзистора, Кроме того, в нелинейном мосте пле чо, противоположное стабилитрону, выполнено также на стабилятрЬне, катод которого соединен со средней точкой переменного резистора смежного плеча.

На фиг. 1 показана схема преобразователя напряжения; на фиг. 2 - зависи- мость изменения напряжения в диагонали моста от изменения выходного напряжения, Преобразователь напряжения (фиг. 1) содержит магнитно-транзясторный генератор 1 с силовым 2 и переключающим 3 транзисторами и трансформатор 4 с силовой 5, переключаюшей 6 и двумя вы/ходными 7 и 8 обмотками, Между переключающей обмоткой 6 и коллектором переключающего транзистора 3 включен стабилитрон 9, Обмотка 7 соединена последовательно с диодом .10. Обмотка

8 через выпрямит льный 11 и коммутирующий 12 диоды я сглажявающий фильтр

13 и 14 подключена к нелинейному мосту 15 со стабилитронами 16 и 17, постоянным 18 и переменным 19 резисторами в плечах, и измерительным транзистором 20 в диагонали. При этом катод стабилитрона 16 соединен со средней точкой переменного резистора 19.

Транзистор 20 эмиттером подключен к обшей точке стабилитрона 16 и резистора

18, а базой - к общей точке стабялитрона 17 и переменного резистора 19.

Коллектор транзистора 20 соединен через первичную обмотку 21 управляющего трансформатора 22, с диодом 10, . вторичная обмотка 23 подключена к входу регулирующего транзистора 24, коллектор которого соединен с переключающей обмоткой 6.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания магнитно-резисторный генератор 1 начинает работать в автоколебательном режиме. При этом, когда силовой транзистор 2 открыт, через силовую обмотку 5 трансформатора 4 протекает ток и выходная обмотка 8 генерирует ток в нагрузку, При открытом состоянии переключающего транзистора Э иля регулирующего транзистора 24 ток в нагрузке поддерживается индуктивностью 13 и емкостью 14 через коммутирующий диод 12, а сердечник трансформатора 4 переключается в исходное магнитное состояние. При этом, 930527

«огда ожрыт переключающий транзистор

3, трансформатор 4 переключается в исходное состояние дольше, чем при открытом состоянии транзистора 24, так как последовательно с переключающей обмоткой 6 включен стабилитрон 9 и к обмотке 6 прикладывается напряжение питания U эа вычетом падения напря8)( жения на стабилитроне 9 и транэйсторе 3.

Таким образом, средняя мощность, отдаваемая в нагрузку, будет пропорциональная скважности, которая определяется временем переключения трансформатора 3 или транзистора 24.

Нелинейный мост 15 реагирует на изменение выходного напряжения 08 и включает (когда 8, „4 0@„q,щам) или выключает (когда 0в,х " Вых. мом ) транзистор 24 с помощью управляющего трансформатора 22. Нелинейный мост 15 отрегулирован таким образом, что когда

08ых., С Овых. Ном (фиг. 2), транзистор

20 в его диагонали открыт, поэтому в такте переключения трансформатора 4, ЭЙС, наводимая в обмотке 7, создает ток в обмотке 22 управляющего трансформатора 22, приводит к открыванию .транзистора 24, т.е. к уменьшению скважности или к увеличению средней мощности нагрузке При Овь!хq2 еых мом. чранзистор 20 закрыт (фиг. 2), и переключение трансформатора 4 происходит по цепи транзистора 3, что увеличивает скважность, т.е. уменьшает среднюю мощность в нагрузке.

Нелинейный мост 15 со стабилитронами 16 и 17 постоянным 18 и переменным 19 резисторами и транзистором 2

20 в диагонали обеспечивает ключевой режим работы транзистора 20, а следовательно, релейный принцип работы преобразователя напряжения. Высокая чувствительность моста обеспечивается двумя стабилитронами 16 и 17 в противопложных его плечах.

Таким образом, изобретение позволяет повысить КПИ преобразователя напряжения.

Ф ормула из обре тения

5 1, Преобразователь напряжения, с держащий магнитно-транзисторный генератор, выполненный на силовом и переключающем транзисторах, присоединенных к трансформатору с силовой, переключающей и двумя выходными обмотками, первая иэ которых соединена последователь но с диодом, а вторая через выпрямительный и -коммутирующий диоды и сглаживающий фильтр подключена к нелинейному мосту, плечи которого содержат резисторы и стабилитрон, а диагональ моста подсоединена к управляющему переходу измерительного транзистора, выходная цепь которого связана с регулирующим тран20 зистором, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены стабилитрон и управляющий трансформатор, первичная обмотка которого связана с первой выходной обмоткой

25 трансформатора через силовую цепь измерительного транзистора, а вторичная обмотка подключена к входу регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с одним из концов переключающей

30 обмотки трансформатора, подключенным через стабилитрон к коллектору переключающего транзистора.

2. Преобразователь напряжения по

ti.1, отличающийся тем, что, в нелинейном мосте плечо, противополож35

1 ное стабилитрону, выполненное также на стабилнтроне, катод которого соединен со средней точкой переменного резис тора смежного плеча.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 459831, кл. Н 02 М 3/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N 593285, кл. Н 02 М 3/04, 1976.

3. Патент США Ж 3.072837, 321

i18; 1963.

930527

Составитель. Т.. Ершова

Редактор А. Шандор Техред Ж.Кастепевич Корректор 10 Макаренко

Заказ 3490/76 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., a. 4/S филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4