Стабилизированный транзисторный конвертор

 

(i) 501456

О П

Союз Советскик

Социалистический

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) ДополHèòåëbHîå к аBT. свид-ву (22) Заявлено 08.07.74 (21) 2048031/24-7 (51) М. Кл. Н 02М 3/32 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.01.76. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 16.04.76 (53) УДК 621.314.58 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Е. Смольников и Е. Г. Титов (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР осУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области силовой электротехники и может быть использовано при разработке вторичных источников питания, Известны стабилизированные транзнсто рные конверторы, содержащие блок питания и подключенный к нему через регулирующий транзисторный ключ и входной дроссель инвертирующий каскад с трансформаторо м, ряд обмоток которого через соответствующие выпрямители подключены к шунтированным конденсаторами нагрузкам.

В известных конверторах параллельно входу инвертирующего каскада включен стабилитрон с опорным напряжением, большим номинального напряжения на первичной обмотке указанного трансформатора и меньшим напряжения пробоя транзисторов инверти рующего каскада. Наличие такого стабилитрона обеспечивает защиту транзисторов от коммутационных пиков перенапряжения. Однако при этом в стабилитроне рассеивается некоторая мощность (порядка 3 — 5% преобразуемой мощности), что приводит к снижению к.п.д. конвертора.

Предлатаемый конвертор отличается тем, что в нем параллельно цепочке, образованной соединенными между собой регулирующим транзисторным ключом и входным дросселем, включен диод, 2

Это обеспечивает увеличение к.п.д. устройства при одновременной защите транзисторов ин вертирующего каскада от коммутационных пиков перенапряжения.

На чертеже п редставлена схема предлагаемо го конвертора, где 1 — блок питания; 2— сеть переменного тока; 3 — регулирующий транзисторный ключ; 4 — входной дроссель;

5i — 54 — обмотки трансформатора инвертиру10 ющего каскада; 6 — инвертирующий каспад;

7, 8, 9 — выходные выпрямители; 10, 11, 12— конденсаторные фильтры; 13 — 15 — нагрузки конвертора; 16 — задающий генератор; 17— источник напряжения; 18> — 18, — обмотки

15 трансформатора задающего генератора; 19— блок сравнения; 20 — широтно-импульсный модулятор; 21 — управляющий узел; 22— коммутирующий транзистор; 23> — 23з — обмотки управляющего трансформатора; 24 — шун20 тирующий диод; 25 — 28 — транзисторы инвертирующего каскада; 29 — диод.

Схема работает следующим образом.

В установившемся режиме энергия от блока

1 питания, образованного, например, сетью

25 2 переменного тока с соответствующими выпрямителем и конденсаторным фильтром, через регулирующий транзисторный ключ 3 и входной дроссель 4 передается в цепь первичной обмотки 51 трансформатора инвертирую.

30 щего каскада 6 и далее от вторичных обмо501456 ток 5 — о4 этОГО Tparlcôорх!атора через выход ные выпрямители 7, 8 н 9 конденсаторными фильтрами 10, 11 и 12 к соответствующим нагрузкам 13, 14 н 15 конвертора.

Задающий генератор 16, подключенный к источнику !7 напряжения, формирует на первичной 18 и вторичны.; !8 — 18> обмотках трансформатора переменные прямоугольные напряжения с коэффициентом 0,5 заполнения импульса. Сигнал рассогласования Гмежду напря)кением на нагрузке 15 и некоторым эталонным напряжением блока 19 сравнения с выхода этого блока поступает на вход широтно-импульсного модулятора 20, синхронизированного по частоте обмоткой 18 трансформатОрн задающего генератора. Выходные импульсы модчлято,)а, длительность KQTopbrY Определяется сигналом рассогласования на выходе блока 19 сравнения, подаются на вход управляющего узла 21, содержащего коммутирующий транзистор 22 и управляющий трансформатор с первичной 23, и вторичными 23 и 23) обмотками. При изменении напряжения сети 2 и соответственно напряжения на выходе блока 1 питания, а также величин нагрузок 13, 14 илп 15 изменяется коэффнциеиг заполнения импульса на обмотках 23r — 23;) трансформатора, что приводит к изменению соотношения длительностей замкнутого и разомкнутого состояний регулирующего ключа

3 и, как следствие, к стабилизации напряжений на всех нагрузках 13, 14 и 15, Шунтирующий диод 24 обычным образом обеспечивает исключени разрыва цепи дросселя 4 при размыкании регулирующего ключа.

Так как номинальное напряжение на первичной обмотке 5, трансформатора всегда меньше выходного напряжения бло .а 1 питания, то при использовании идеальных тран:форматора и транзисторов 25 — 28 нпвертнру«ощего каскада установка диода 29 не потребовалась бы, Однако наличие в реальном трансформаторе индуктивностей рассеяния и межвитковых емкостей, à B реальных транзисторах инерционных эффектов (в том числе эффекта рассась,вания избыточного заряда базы) обусловливает непосредственно после изменения полярности напряжений на обмот«ах !8r — 18, трансформатора прекращение протскания тока через транзи сторы 25 — 28 инвертирующего каскада на время порядка 3—

10 процентов от полупериода этих напряжений. При этом Toi« дросселя замыкается по цепи: дроссель 4 — диод 29 — конденсаторный фильтр блока 1 питания — шунтирующий диод 24 — дроссель 4 (транзисторы регулирующего ключа 3 на рассматриваемом интервале тока не проводят), что обеспечивает рекуперацию энергии дросселя на данном временном интервале в блок питания и ограничение напряжений на транзисторах 25 — 28 на уровне, соответ=твующем выходному напряжению блока питания.

При практическом использовании схемы нет необходимости в качестве источника 17 напряжения применять внешний источник, так как наличие на обмотках 5r — 54 трансформатора стабилизированных прямоугольных напряжений позволяет с помощью дополнительной обмотки э-.ого трансформатора и соо1)ветствующих выпрямителя и конденсатора образовать источник стабилизированного постоянного напряжения.

В качестве задающего генератора 6, широтно-импульсного модулятора 20 и блока 19 зп сравнения могут использоваться любые из изве" тных схем.

Формула изобретения

Стабилизированный транзисторный конвертор, содержащий блок питания и подключенный к нему через регулирующий транзисторный кгпоч и входной дроссель инвертирующий каскад с трансформатором, ряд обмоток кото40 рого через соответствующие выпрямители подключаютс5r к шунтированным конденсаторами нагрузкам, отличающийся тем, что, с цель)о увеличения к.п.д., параллельно цепочке, образованной соединенными между собой регулирующим транзисторным ключом и входным дро= селем, включен диод, 501456

I<

f

Составитель Г. Огнев

Редактор И. Грузова Текред М. Семенов Корректоры: Н. Аук и 3. Тарасова

Заказ 5671 16 Изд. ¹ 1042 Тираж 882 11одписllol.

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж-35, Раугиская иаб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2