Конвертор

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Са50» Советсииа

Сециалистичесиии

Республии (61} Дополнительное к авт. свид-ву— (22} Заявлено 29.1074 (21} 2070280/24-07 с присоединением заявки ¹ 2400450/24-07 (23} Приоритет

Опубликовано 150279. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 150279 (51} М. Кл. н 02 м 3/335

Государстаеииый комитет

СССР

Iо делам изобретеиий и открытий (8} УДК 621.314. 58 (088.8) (72} Авторы изобретения

Ю.Г.Басин, Ю.А.Гриц, В.И.Исаченко и A.A.Симонов

Pa) Заявитель (54) КОНВЕРТОР

Изобретение относится к области .преобразовательной техники, преимущественно к преобразователям напряжения для заряда электрических аккумуляторов от радиоизотопных термоэлектрических генераторов небольшой мощности.

Известны транзисторные конверторы напряжения, обеспечивающие заряд аккумуляторов от первичного источника питания небольшой мощности. Основными требованиями, предъявляемыми к таким преобразователям, являются экономичность и постоянство преобразуемой мощности при изменении напряжения нагрузки в широких пределах.

Например, известен конвертор, представляющий собой двухтактный транзисторный конвертор с положительной обратной .связью по коллекторному току транзисторов и схемой управления, обеспечивающей регулирование выходного напряжения. Благодаря обратной связи по току сам И преобразователь экономичен, однако стабилизация его выходной мощности возможна только при введении дополнительных обратных связей и должна осуществляться внешними устройствами, достаточно сложными и потребляющими значительную мощность (1J .

Более простое решение задачи достигается применением другого из— вестного конвертора, представляющего собой однотактный конвертор с накоплением энергии в ненасыщающемся трансформаторе (напрнмер с немагнитным зазором сердечника), обратным включением вентиля выпрямителя н положительной обратной связью по напряжению нагрузки. В отличие от предыдущего решения преобразователь автоматически поддерживает относительное постоянство преобразуемой мощности без каких-либо внешних устройств (21 .

Однако, он, во-первых, менее экономичен, чем преобразователь с обратной связью по току, и, вовторых, не обеспечивает полной стабилизации мощности. Последнее объясняется следующей особенностью преобразователя: период его работы складывается из времени накопления энергии в трансформаторе и времени размагничивания трансформатора (передачи энергии в нагрузку) . Время накопления энергии не зависит от напряжения нагрузки, что обеспечивает

30 определенную стабилизацию мощности.

Однако время размагничивания трансформатора обратно пропорционально напряжению нагрузки, поэтому при изменении напряжения нагрузки нес колько изменяются частота преобра-зования.и преобразуемая мощность.

Наиболее блйэким к предложенному по технической сущности является конвертор, состоящий из связанного с входными, выводами транзистора, ОХва4енного трансформаторной

Цепью o6PBTHoA OBHBH 11o TGKg RQJLHeK тора, включенного в цепь первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через диод с выходными вь1водами (3). Такой конвертор снабжен цепью для размагничивания трансформатора обратной связи во время пауз коллекторного тока.

B схеме конвертора предусмотрена возможность регулирования выходного напряжения, мощности и других выходных параметров, для чего введены специальные управляемые цепи.

Управление производится внешними устройствами, и числу которых Относятся. датчик параметра, источник опорного сигнала (задатчик), схема управления и усилитель сигнала рассогласования.

Недостатком прототипа является наличие достаточно сложных цепей размагничивания трансформатора обратной связи и регулирования выходной мощности. Эти цепи имеют низкую надежность и потребляют заметную мощность, которая в случае сравнительно маломощного преобразователя может значительно превышать мощность потерь в его основных элементах.

Цель изобретения — повышение надежности и увеличение КПД устройства.

Эта цель достигается тем, что конвертор, состоящий из связанного с входными выводами транзистора, охваченного трансформаторной цепью обратной связи по току коллектОра, включенного в цепь первичной обмотки выходного трансформатора, выходная цепь которого через добавочный диод подключена к выходньм выводам, причем первичная и вторичная Обмот— ки трансформатора цепи обратной связи выполнены со средними точками,. первая иэ которых соединена с одним из входных выводов, а другая — через параллельную AC-цепь — с другим входным выводом, первичные обмотки обоих выходных трансформаторов соединены между собой через первичную обмотку трансформатора обратной свя.— зи.

Благодаря наличию второго плеча исключается необходимость специальной цепи размагничивания трансформатора обратной связи, так как во время паузы КОллекторнОГО YoK3 ОднОГО из транзисторов второй открыт, и трансформатор перемагничивается его коллекторньж током. Процесс перемагничивания трансформатора Определяет длительность полупериода работы преобразователя, т.е. частота преобразования определяется только вольт-ceêóíäíoé характеристикой трансформатора обратной связи и не зависит от напряжения нагрузки.

Таким образом, конвертор автома— тически обеспечивает полную стабилизацию мощности при изменении напряжения нагрузки, причем его надежность и экономичность вьхае, чем у известного, ввиду отсутствия специальных цепей размагничивания трансформатора обратной связи и устройств управления.

Схема конвертора представлена на чертеже.

Конвертор состоит из двух транзисторов 1 и 2, двух трансформаторов 3 и 4 (с немагнитными зазорами), двух вентилей 5 и б, включенных на

Общий выходной фнльтР 7, входного фильтра 8, насыщающегося трансформатора обратной связи 9 и цепочки из резистора и конденсатора 10-11.

Конвертор работает следующим образом.

Предположим, что в начальный момент транзистор 1 открыт, а транзистор 2 заперт. В коллекторной цепи транзистора 1 протекает линейно нарастающий ток, вентиль

5 заперт, а в трансформаторе 3 накапливается магнитная энергия.

Трансформатор Обратной связи 9 Обеспечивает насьй ение транзистора 1 базовым током, пропорциональным току коллектора, и поддерживает транзистор 2 в запертом состоянии.

Когда трансформатор 9 входит в насжцение, полярность напряжения на егo обмотках меняется, транзистор

1 запирается, а транзистор 2 открывается. В связи с этим меняется полярность напряжения на обмотках трансформатора 3, вентиль 5 открывается и накопленная в трансформаторе энергия поступает в нагрузку.

Одновременно начинается накопление энергии в трансформаторе 4, и во втором плече преобразователя происходят аналогичные процессы.

Коэффициент трансформации трансформаторов 3 и 4 выбирается так, чтобы время полного размагничивания трансформаторов при минимальном напряжении нагрузки не превышало времени его намагничивания при максимальном напряжении источника питания.

Резистор 10 стабилизирует работу цепи возбуждения транзисторов и может быть использован для регулирования выходной мощности преобразователя. Конденсатор 11 форсирует пе6478}2

Формула изобретения

15

Составитель .Г.Огнев

Редактор Д.Зубов Техред Й.Петко Корректор И.Муска

Заказ 331/49 Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 РаУшская наб.< д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 реключение транзисторов, что приводит к снижению динамических потерь в них.

Следует отметить, что все цепи преобразователя обтекаются сравнительно большими токами, что создает воэможность глубокого резервирования элементов схемы.

Конвертор, состоящий из свяэанноFo с входными . выводами транзистора, охваченного трансформаторной цепью обратной связи по току .коллектора, включенного в цепь первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через диод с выходными выводами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьиаения надежности КПД, он снабжен дополнительным транзистором, включенным в цепь первичной обмотки вспомогательного выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через добавочный диод подключена к выходным выводам, причем первичная и вторичная обмотки трансформатора цепи обратной связи выполнены со средними точками, первая иэ которых соединена с одним иэ выходных выводов, другая через параллельную МСцепь — с другим входным выводом, а первичные обмотки обоих выходных трансформаторов соединены между собой через первичную обмотку трансформатора обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtUA Р 3219907, кл. 321-18, 1965.

2. Александров Ф.И. и Сиваков A.P.

Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы постоянного напряжения. Л., Энергия

1970, с. 67, рис ° 2-11.

3. 1 ЕЕЕ.Transaction onmaqnetics ч.2, Р 1, 1966, р.18, (прототип) °