Изобретете относитс к преобразоватеп м , выггопненным на попупроводниковы приборах с утгравп го1ци,1 электродом, и может быть испопьзсвано во вторичных источниках питани радиоэлектронной а№;паратуры . Известен стабипизированный преобразователь посто нного напр жени , coaeyvжащий стабилизатор напр жени , к выходу которого подключены последовательно соединенные 1юрегупируемый инвертор с выходным трансформатором, выпр митель И сгпаживакший фильтр, а к управп к де- му входу нерегулируемого инвертора подсоединен блок управлени . За счет нерегугафуемого инвертора практически исключено накопление конденсатором сглаживающего фильтра напр кени , превышающего по величине номинальное, что позвол ет использовать данное устройств при нагрузке импульсного типа (со сбросом тока нагрузки до нул ) и в режиме холостого хода без нарушени стабилизации выходного напр жени Ij. разделение функций стабилизации напр жени за счет стабилизатора и преобразовани этого напр жени до требуемого уровн с помощью нерегулируемого инвертора существенно снижает КПД всего устройства в целом. Известен также стабилизированный преобразователь напр жени , содержащий нерегулируемый инвертор с вы кодным трансформатором, вторична обмотка которого через выпр митель и сглаживающий фипьтр подключена ко входу пи ейного стабилизатора. Блок, управлени соединен с управл ющим входом нерегулируемого инвертора. Использование нерегули руемого инвертора и линейного стабилизатора позвол ет примен ть данное устройство как при нагрузке импульсного типа, так и в режиме холостого хода Недостаток устройства - низкий КПД св зан с необходимостью обеспечени на первом этапе требуемого уровн напр жени за счет преобразовател , а на втором - стабилизашга этого напр жени . При этом полный ток нагрузки протекает по регулирующему элементу (транзистору линейного стабилизатора, наход щемус в активном режиме, что приводит jc знач тепьным потер м мощности и обусловливает низкий КГЩ стабилизированного преобразовател . Наиболее близким.к изобретению вл етс преобразователь, содержащий регулируемый инвертор с исходным траасформатором , вторична обмотка которого через выпр митель и сглаживающий фильтр подключена к выходным зажимам, блок управлени , у которого управл ющие выходы соединены с управл ющими входами регулируемого инвертора, положительный вывод питани - с одноименным входным зажимом, а выводы обратной св зи - с выходными зажимами ЗЗ. Недостатком этого устройства вл етс отсутствие обеспечени стабипизатга напр жени в режиме холостого хода и при нагрузке импульсного типа с относи тельно больщой скважностью импульсов, длительность паузы между которыми со измерима со временем зар да (разр йа) сглаживающего фильтра. При этом, в пау-зах возникает режим, близкий к хопостому ходу. Это объ сн етс тем, что. при относительно малых .или нулевых токах нагрузки сглаживающий фильтр за врем импульса, поступающего с выпр мител , накапливает энергию, превышающую по величине энергию, потребл емую нагрузкой за врем паузы. В рез5гпьтате выходное напр жение становитс равным амплитуде выпр мленных импульсов, а преобразователь перестает быть стабиттизиро ванным. Необходимое снижение выходного напр жени ёа счет уменьшени угпа модул ции до ветчины, близкой к нулевой , при высокой частоте преобразовани (свыше 10 кГц) практически недостижимо ограниченных возможностей по дий- пазону регулировани угла модул ции блока управлени , а также из-за наличи углов коммутации транзисторов регулирую емого инвертора. Эти факторы св заны с инерционностью транзисторного ключа при выходе из насыщени , причем длитепь, ность процесса существенно возрастает с уменьшением тока нагрузки, т.е. коллекторнохч) тока, и обусловливают наличие предела в получении минимальных углов модул ции. Поэтому нарушаетс стабилизаци выходного напр жени преобразовател при импульсном характере нагрузки или в режиме холостого хода. Указанный недостаток обычно устран етс за счет подключени к выходным зажимам балластного- сопротивпени , что ведет к снижению КПД преобраэоватеп , неоправданному, завышению его мошноств и возрастанию массы и габаритов тепло- отв&д щей конструкции. Цепь изобретени - повышение КГЩ преобразоватеп при работе на вмпупьо ную вагрузку. Поставленна цепь достигаетс тем, что в стабилизированный лреобраэоватегхь посто нного напр жени , содержащий регулируемый инвертор с выходным траноформатором , вторична охотка которого через выпр митель и сглаживающий фильт . подключена к ЕНХОДНЫМ зажимам, блок упрввпеки , у которого управл ющие выходы соединены с управл ющими входами регулируемого инвертора, положительный вывод питани - с одноименным входным зажимом, а выводы обратной св зи - с выходными зажимами, введен блок реле{ ного режима, входные выводы которого соединены с выходными зажимами, а выходные вывощл - с отрицательным выводом питани блока управлени и другим входш 1м зажимом. При этом блок релейного режима выпогшен .на апементе гальванической разв зки ключевом элементе и пороговом элементе, выходные ылводы которого .соединены с входными шлводами элемента гальванической разв зки, выходные выводы которого соединены с управл ющими выводами ключевого элемента. Элемент гальванической разв зки может быть выполнен в виде (Я1тоэлектронно1Ч -ключа , а пороговый элемент - в виде стабилитрона. Ключевой элемент выполнен в виде тратаистора, эмиттер которого подключен к отрицательному входному зажиму и од .ному из выходных выводов элемента ruJO ванической разв зки, база - к другому вык.оаавму выводу элемента гальваничео кой разв зки, а коллектор - к отрицательному выводу питани блока управлений . На фиг. 1 и 2 представлены приниишн альные схемы предлагаемого стабилизиро ванного, преобразовател посто нного -напр жешш и блока управтюни ; ва фиг. 3 временные диаграммы токов и напр жеШ1Й 1фед71агаемого устройства. На временных диаграмма; (фиг.3) обозначены: О } напр жени на выходах выпр мител Uj и фильтра и при номинальной нагрузке; б ) шпр жени на выходах выпр мител U{2 и фильтра и в режиме холостого хода; -б ) импульсный ток нагрузки 1а| 2. ) напр жение на выходе фильтра U в режиме холостого хода при наличии бпока релейного режима; д) ток ключевого элемента Igj 1 534 б ) напр жение на управл ющих выходах блока управлени 1)4Преобразователь построен но схеме с ШИМ напр жени в цепи переменного тока. Устройство (фиг.1) содержит регули руемый инвертор 1 на транзисторах 2 и 3 с выходным трансформатором 4, вторична обмотка которого подключена через выпр митель 5, выпоптанный по лучевой или мостовой схемам, и сглаживающий фильтр 6, состо щий из дроссел и конденсатора, к выходным зажимам 7 и 8, блок 9 управление, управл ющие выходы 10,11 и 12 которого соединены с управл ющими входами регулируемого инвертора 1, выводы 13 и 14 обратной св зи - с выходными зажимами 7 и 8, а положительный вывод 15 питани - с одноименным входным зажимом 16. Позицией 17 обозначен отрицательный входной зажим. Блок 18 релейного режима состоит из порогового элемента 19, выполненного на стабилитроне 2О с токоограничивающим резистором 21 и подключенного выходными выводами к входным выводам элемента 22 гальванической разв зки, выполненного в виде оптоэлектронного ключа и подключенного выводными выводами к управл ющим выводам ключевого элемента 23, выполненного на транзисторе 24 с резистором 25, при этом входные выводы блока 18 релейного режима подсоединены к выходHbiM зажимам 7 и 8, а выходные - к ot рипательному выводу 26 питани блока 9 управлени и другому входному зажиму 17. К выходным зажимам 7 и. 8 преобразовател подключеш нагрузка. В состав блока 9 управлени , выполненного напрщ ер, в соответствии с фиг. 2 или по другим известным схемным решени м, вход т задающий генератор 27 с транс4юрматором 28, собранный по схеме Ройерй на транзисторах, ведомый генератор 29 с трансформатором 3Q, обмотки обратной св зи которого соединены постюдовательнр и согласно с синхронизирую:щими обмотками трансформатора 28 задающего генератора и первичными обмогками трансформатора 31 обратной св зи. Выходные обмотки трансформатора 28 и ЗО соединены попарно последовательно и согласно и подключены через токоограничивающие базовые цепи 32 и 33 и одвовременно средними точками через запирающие диоды 34 и 35 к управл ющим входам регулируемого инвертора 1. Ко вторичной обмотке трансформатора 31 об ратной св зи подключен регулирующий элемент 36, состо щий из встречно вклю ченных транзисторов, управл ющие переходы которых включены в диагональ измерительного моста 37, . имеющего в одном плече опорный элемеет - стабилитрон , а в других - резисторы и подключенного к выходным зажимам 7 и 8 чере выводы I и 14. Устройство работает следующим образом . Посто нное входное шпр жетю, по даваемое на входные зажимы 16 и 17, преобразуетс регулируемым инвертором 1 (фиг.1) за счет поочередного включени и выключени транзисторов 2 и 3 в двулол рные пр моугольные импульсы с ШИМ, передаваемые через выходной трансформатор 4 на выпр митель 5, сглаживающий фильтр 6 и нагрузку. Уровень выходного посто нного напр жени определ етс хтфиной импульсов, сттмаемых с -выхода инвертора 1, котора зависит от величины входного напр жени и тока нагрузки и задаетс блоком 9 управлени . Так, при возрастании входного шпр жени и уменьшении тока на грузки ширина импульсов уменьшаетс и компенсирует возможное увеличение выходного стабилизированното напр жени , отклонение которогхэ от номинальной величгины определ етс измерительным мостом 37, содержащем в одном из пле источник опорного 11апр жен:и - стабилитрон {фиг.2). В зависимости от величины этого отклонени измен етс сопро тивление регулирующего элемента 36, вносимое в базовые це.пи транзисторов ведомого генератора 29 через трансфор матор 31 обратной св зи, обеспечивающий сохранение гальванического разделе ни сетей питани и нагрузки. Регулирование ширины импульсов ш выходе инвертора 1 осуществл ет бло 9 угфавлени следующим образом. Пр моугольные импульсы, снимаемые с выхоань1к обмоток трансформатора 28 задающего генератора и трансформатора 30 ведомого генератора, сдвинуты по фазе относительно друг друга. При одинаковой пол рности эти импульсы сумми руютс , подаютс через токоогранкч ва ющие цепи 32 и 33 на базу соответств ющего транзистора 2 (3) инвертора 1, и этот транзистор входит в насьпцение. При переключении генератора 27 происходит выключение транзистора 2 (3) через запирающий диод 34 (35), и на выходе инвертора 1 формируетс пауза между иьшульсами. Последующее переключе гае ведомого генератора 29 приводит к включению второго транзистора 3 (2) и тертора 1. В дальнейшем процессы повтор ютс . Регулирование фазы между пр моугольными напр жени ми на выходах генераторов осуществл етс за счет управлени величиной задержки, необходимой .дл выходатранзисторов ведомого генератора 29 из насыщени Величина этой задержки, равна времени выхода транзистора из насыщени , определ ет паузу между импульсами на выходе , инвертора 1 и, как следствие, - уровень выходного напр жени и зависит от сопротивлени регулируюхцего элемента 36, вносимого через трансформатор 31 обратной св зи. Так, при увеличении выходного напр жени возрастает отпираюшее напр жение с измерительного моста 37, сопротивление отпирающихс травзирторов регулирующего элемента 36 уменьшаетс , возрастает .базовый ток во врем насыщенного состо ни транзисторов ведомого генератора 29 и врем выхода этих транзисторов из насыщени , что приводит к увеличению задержки, уменьг- . шению ширины импульсов на выходе инвертора 1 и снижению выходного напр жени преобразовател . Т.е. за счет обратной св зи блок 9 управлени автоматически измен ет угол модул ции и компенсирует отклонешш выходного напр жени от- его номинальной величины, воз шкающне при воздействии дестабилизирующих факторов. Следовательно, ширина .импульсов регулируетс так, что после их выпр млени ( (J ,i нафиг. 3 Сг) сглаженное напр жение (J, на выходе сглаживающего фильтра 6 остаетс стабильным . В режиме холостого хода блок управлени уменьшает угол модул ции & до минимально возможной величины (фиг. 3 (5, определ емой максимально достижимым временем выхода транзисторов ведомого генератора 29 из. |На сьпцени ,.и временем выхода из насыщени транзисторов 2 и 3 регулируемого инвертора 1 (углом коммутации), которое имеет значительную величину при мапо, токе нагрузки преобразовател и коллекторном токе этих транзисторов. В результате конденсатор сглаживающего фильтра 6 накапшвает энергию и зар жаетс за а&сколько периодов до напр жени , равшго амплитуде импульсов на выходе выпроматеп 5. Режим стабилизации выходного напр жени нарушаетс . При наличии блока 1 в репейного режима вводитс второй (допопнитепьный) канап обратной св зи (фиг. 1), и питание на бпок 9 управпе , ни подаетс через транзистор 24 ключевого элемента 23, открытого за счет базового тока смещени через резистор 25. В указанном случае при сбросе тока нагрузки J( (фиг.за) начинаетс зар д конденсатора сгпаживающего фильтра 6, напр жение на котором L увеличиваетс (фиг. 32) и после достижени величины, на ли больше номинальной, приводит к срабатывадаю порогового элемента 19 (пробою стабилитрона 2О). Через опто- эпектронный ключ элемента 22 гальванической разв зки начинает протекать ток. Этот элемент включаетс и закорачивает управл ющий переход транзистора 24
ключевого элемента 23, который выключаетс . Ток Ig через него становитс равшлм нулю (фиг.З Э), питание с блока 9 управлени снимаетс и последний прекрашает геиерашю управл к дих сигналов 04 Xфиг.Зе). Регулируемый инвертор 1
в)1«йочаетс , а сглаживающий фильтр 6 начинает разр жатьс за счет токов утечки конденсатора фильтра, обраткгого тока ДИОДСЯ5 выпр мител 5 тока, измерительнего моста 37 и т.д. Напр жение та выходе щвобразоватеп снижаетс , тюроговый Элемент 19 выключаетс , вместе с эпекювтом 22 гальванической развжэкв.
включаетс ключевой -эаемент 23, подает с питание на бпок 9 управлени , запускаетс регулируемый инвертор 1, начинает зар жатьс сглаживающий фипьтр 6. В дальнейшем процессы повтор ютс и происходит стабипизашет выходного напр жени в интервале Д U на уровне, несколько превышающем уровень выходного напр жени , стабилизируемого за счет ШИМ. При наличии тока нагрузки блок 18 релейного режима не оказывает вли ни на работу преобразовател , так как кшочевой элемент 23 остаетс посто нно включенным, а пороговый элемент 19 и элемент 22 гальванической разв зки - выключенными.
Таким образом, в режиме холостого хода или во врем паузы при импульсной нагрузке стабилизаци напр жени на выходны X зажимах осуществл етс с помощью блока 18 репейного режима обеспечивающего релейно-импупьсный режим работы блока 9 управлени , выдающего серию управл ющих импульсов с последующей паузой, во врем которой этот бпок отключен от питающей сети. Достигаемый эффект позвол ет испопьзовать преобразователь на высоких (от дес ти Йо сотен кипюгерд) частотах при работе m импульсную нагрузку и в режиме холостого хода без снижени КПД, неоправданного завышени его мощности и увеличени массы и габаритов теппоотвод щей конструкции.
Фаг.3