Конвертор

 

ll И С А Н И Е I»>752667

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное и авт. свил-вуЪ (22)Закалено 11 07.78 (2()2644370/24-07 (5()1Й. К,л.

Н 02 М 3/335 с присоединением заявки J%— ее>судорстовнних комитет (23) Приоритет ч

Опубликовано30,07.80, Бюллетень ¹ 28

3N делам изобретений и открытий (53) УДК,621.314..57 (088,8) Дата опубликования описания 01 08 80 (72) Авторы изобретения

В. Б. Архангельский и B. М. Козлов (71) Заявитель (54) КОНВЕРТОР

Изобретение относится .К силовой преобразовательной технике и может быть применено при разработке источников питания мощных радиопередаюших устройств.

При работе передатчика на резкопеременную нагрузку появляется необходимость изменять выходное напря жение источника питания с помощью изменения опорного напряжения с сохранением выходной мощности, т.е. при увеличении выходного на1О пряжения ток нагрузки уменьшается, а при уменьшении увеличивается.

Известны конверторы со стабилизированным выходом, в которых регулирование осуществляется путем широтно-импульс

I5 ной модуляции j1j и (2), Недостатком этих устройств является уменьшение КПД .при увеличейнн 88IIP жения питающей сети и уменьшении выкодного напряжения. 20

Известны также устройства, сх>стоящие из инвертора, выпрямителя, фильтра, сосемы:сравнения, усилителя сигнала ошибки, в котором в качестве регулирующего елемента применено реактивное сопротивпение (3).

Ссновным его недостатком является узкий диапазон стабилизации выходного напряжения и повышенный коэффициент

4 пульсаций выходного напряжения.

Наиболее близким по технически суш ности к предлагаемому является устройство, которое состоит из двух одинаковых усилителей мощности, входы которых при, соединены к общему задающему генератору - один непосредственно, а другой через фазосдвпгаюшее устройство, управляющий вхоп соединен с выхоаом усилителя сигнала ошибки, вхочы которого связаны с выходным выводом и источником опорного напряжения, причем вторичные обмотки трансформаторов усилителей мощности соединены последовательно и через выпрямитель и фильтр подключены к выходным выводам (4).

Недостатком ланного преобразователя является снижение КПЛ при увеличении напряжения питакхцей сети н уменьшении

75 266 7

Ц =- д„ (й„ к Р

3 выходного напряжения, а также увепичение импульсного коплекторного тока тран-, зисторов усилителя мощности, что приводит к увеличению количества транзисторов в усилителе мощности, и как спедствие, 5 к увеличению веса и габаритов источника.

Увеличение коллекторного тока объяоняется тем, что при уменьшении выходного напряжения длительность паузы при перехоае через "0" увеличиваетсм, а али- rrr тельность импульса тока коллектора уменьшается, так как нагрузка потребляет поотояиную мощность, амплитуда коллекторного тока увеличиваетси.

Кроме того, при работе на высокой час-у5 тоте преобразования (1 =20 кГц) мощность рассеяния на транзисторах усилителя мощности в основном опреаеляется аинамичеокими потерями, а так как динамические потери равны 20

= — "Од1 Т,р, гае Г р — длительность фронта выключения транзистора, частота преобразования, (3 — напряжение питающей сети, — импульсный ток коллектора, то отсюда, видно, что аинамические потери увеличиваются при увеличении напртзо жения сети, при .увеличении тока коллектора, который увеличивается при уменьшении выходного напряжения. Все это приводит к уменьшению КПД.

Цел ь из об р ет ения — ув ели чение К ПД, 35 уменьшение массы и габаритов устройства.

Поставленная цель постигается тем, что в устройстве содержащем два одинаковьк усилителя мощности с выходными трансформаторами, вторичные. обмотки которых

40 соединены последовательно и через выпрямитель и фильтр связаны с выходными выл: цами, усилитель сигнала ошибки с опорным элементом, задающий генератор, подключенный ко входу одного из усилите45 лей мощности непосреаственно, а ко вхо« ду аругого через фазосдвигающее устрой1 ство, управляющий вход которого соединен с выхоаом усилителя сигнала ошибки, к выходным выводам подключена цепь из двух последовательно включенных в обрат- 5О

Ном направлении диодов, точка соединения которых подключена к точке соеаинепия вторичных обмоток упомянутых трансформаторов.

На чертеже приведена структурная схе55 ма конвертора..

Конвертор содержит эааающий генера тор 1, ава усилителя 2 и 3 мощности, 4 присоединенные к задающему генераторуодин непосредственно, а другой через фазосдвигающее устройство 4, управляющий вход ко рог епинен с выходом усиля тепя 5 сигна.па ошибки, вхоаы которого

/ соединены с выходными выводами 6 и 7 и источником 8 опорного напряжения, причем вторичные обмотки трансформаторов

9 и 10 усилителей мощности соединены последовательно и через выпрямитель 11 (диоды 12-15) и фильтр 16, содержащий дроссепь 17 и конденсатор 18, подключены к выходным выводам, цепь 19, состоящую из двух последовательно соединенных в обратном направлении аиоаов 20 и 21, причем точка соединения диоаов подключена к точке соединения вторичных обмоток трансформаторов 9 и 10.

Устройство работает спеаующим образом.

С задающего генератора 1 напряжение прямоугольной формы поступает на усилитель 2 мощности и на.фазосавигвющее устройство 4. С фазосавигающего устройства 4 напряжение прямоугольной формы, но сдвинутое по фазе относительно напряжения, снимаемого с задающего генератора 1; поступает на усилитель 3 мощности. На выходе усилителей 2 и 3 мощности имеются трансформаторы 9 и 10, вторичные обмотки которых соединены последовательно. Напряжение на обмотках @4, трансформаторов 9 и 10 могут либо совпадать по направлению, либо иметь противоположное направление. допустим, что в некоторый момент времени напряжение на обмотках %4, 4/,2 трансформаторов 9 и 10 совпадает по направлению. Ток 34 протекает-от начала

%4 через диод 12, обмотку дросселя 17 фильтра 16, сопротивпение нагрузки, обмотку Й2 аросселя 17, аиод 15 к концу обмотки 2. Энергия, запасенная в арооселе

Когда напряжение на обмотках трансфор- маторов 9 и 10 меняется, на противоположное, т.е. начало Й4(+) конец и (-), начало % (-) конец % (+), ток др протекает от начала %4 через диод 12, обмотку дросселя 17, сопротивление нагрузки, диод 21 к концу обмотки %4, а ток Д протекает от конца обмотки Ж через диод 14, обмотку 84 аросселя 17, сопротивление нагрузки, аиоа 21 к началу обмотки Ж .

75266 7 l0

Составитель И. Никитин

Редактор Е.. дорошенко Техре М. Лещщкая Корректор М. Шарошн

Заказ 4759/15 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., а. 4/5 филиал ППП "Пвтент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Энергия, запасенная в лросселе равна

Е р=-(,+ з) 1 твк как М1 — — М то из условия сохранен™ энергии 1= 4- -"ç

Слеловательно, величина тока вторичных обмоток трансформаторов 9 и 10 в течении всего времени работы остается постоянной, а направление совпадает с полярностью напряжения аанной обмотки.

Выходное напряжение источника питания изменяется как в зависимости от сдвига фвз межау вторичными обмотками траноформаторов 9 и 10. Так как величина тока вторичных обмоток остается постоянной в течение всего времени, то ток через коллекторы транзисторов усилителей мощности неизменньй в течении всего полупериоаа независимо от величины выходного нвпря жения.

При изменении напряжения питающей сети величины тока, протекакхдего через коллектор изменяется обратно пропорционально

Таким образом, динамические потери не зависят ни от выхопного напряжения, ни от напряжения питающей сети.

Основным положительным эффектом предлагаемого устройства является увеличение выкопной мощности, увеличение

КПД, уменьшение веса и габаритов устройств.

Предлагаемое устройство можно применять прн построении конверторов, ио35 пользуемых для питания оконечных каскапов мсхцных рапиопереаающих устройств. формула изобретения

Конвертор, солержащий пва оаинаковых усилителя мощности с выходными транс» форматорами, вторичные обмотки которых соединены поспеловательно и через вь прямитель и фильтр связаны с выходными выволами, усилитель сигнала ошибки с опорным элементом, задающий генератор, подключенный ко вхопу одного из усили- телей мощности непосредственно, а ко входу другого через фазосавигакщее устройство, управляющий вход которого соединен с выхопом усилителя сигнала ошиб-, ки, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, уменьшения массы и габаритов, к его выходным выводам подключена цепь из двух последовательно включенных в обратном направлении диодов, точка соепинения которых попключена к точке соединения вторичных обмоток упомяю тых трансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США б 3143816, кл.

Н 02 М 3/32, 1972.

2. Авторское сви-етепьство СССР

М 545051, хл. Н 02 М 3/155 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

М 1 70554, кл. 5 05 F 1/68, 1965.

4. Авторское свидетельство СССР

М 140883, кл. H 02 М 3/335, 1 961.