Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Патент 1042141

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛБ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СО- держащий инвертор, выход которого через последовательно соединенные выпрямитель, ключевой элемент и выходной фильтр соединен с выходными выводами, и блок управления, выходом соединенный с управляющим входом Ключевого элемента, а также цепь синхронизации между инвертором и выходом блока управления, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения надежности, указанная цепь синхронизации выполнена в виде блока задержки, подключенного входом к выходу .указанного блока управления, а выходом - к введенному входу синхронизации указанного инвертора. 2. Преобразователь по.п.1, о т -. личающийся тем, что указанный инвертор выполнен в виде усилителя мощности и задающего генератора, g синхронизирующим входом подключенно (Л го к синхронизирующему входу инвертора , а выходомк управляющему входу усилителя мощности. Ю фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„141 A

У51) Н 0 М З ЗЗ5у 05: Г 1f64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3392215/24-07 (22) 09.02.82 (46) 15.09.83. Бюл. 34 (72) Д.И. Кревский и Ю.П. Рукоданов (53) 621.314.57(088.8) (56) 1. Ромаш Э.М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуты. М., Энергия, 1975, с. 141, рис. 4-1

2. Веклеср Г.С. Электропитание спецаппаратуры. Киев, Вища школа ..

1979, с. 292, рис. 1Х66.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 692028, кл. Н 02 М 3/335, 1977. (54) (57)1. CTABHJIH3HPOBAHHbIA ПРЕОБРАЗОBATEJlb ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий инвертор, выход которого через последовательно соединенные выпрямитель, ключевой элемент и выходной фильтр соединен с выходными выводами, и блок управления, выходом соединенный с управляющим входом ключевого элемента, а также цепь синхронизации между инвертором и выходом блока управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения надежности, указанная цепь синхронизации выполнена в виде блока задержки, подключенного входом к выходу .указанного блока управления, а выходом вЂ” к введенному входу синхронизации укаэанного инвертора.

2. Преобразователь по.п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что указанный инвертор выполнен в виде усилителя мощности и задающего генератора, Я синхронизирующим входом подключенного к синхронизирующему входу инвертора, а выходом - к управляющему входу усилителя мощности, 1042141

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Известно устройство, содержащее задающий генератор и усилитель мощности, выход которогО через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр подключен к.ключевому элементу fg..

Недостатком такого устройства является небольшой КПД и небольшая на- 10 дежность.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и усилитель мощности, выпрямитель, фильтр выпрямителя, клю- )5 чевой элемент . ключевой стабилизатор1 и ключевой фильтр, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента через блок управления (2) .

Недостатком известного устройства является небольшая надежность из-за бОльшой импуль сной мощности, выделяемой на ключах преобразователя напряжения.

Наиболее близким техническим решением х изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий инвертор выход которого через последовательна соединенные выпрямитель и ключевой элемент и выходной фильтр соединен с 30 выходными выводами, и блок управления, выходом соединенный с управляющим входом ключевого элемента, а также цепь синхронизации между инвертором и выходом блока управления (3). 35

Недостатком известного устройства является трудность, а иногда и невозможность обеспечения бестоковой коммутации транзисторов инвертора в режиме больших пульсаций напряжения 40 на нагрузке, поскольку сигнал обратной связи, сравнительный с пилообразным напряжением, существенно отличается от прямой. Кроме того, в известном устройстве принципиально необходим трансформатор с дополни-, тельной обмоткой. Укаэанные недостатки уменьшают функциональные возможности стабилизированного преобразователя.

Цель изобретения-улучшение массо- 50 габаритных показателей и повышение надежности.

I для достижения поставленной цели .в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения„содержащем инвертор, выход которого через последовательйо соединенные выпрямитель, ключевой элемент и выходной фильтр, соединен с выходными выводами, и блок управления, выходом соединенный с, 60 улравляющйм входом ключевого элемента, а также цепь синхронизации между инвертором и.выходом блока управления, укаэанная цепь синхронизации выполнена в виде блока задержки, псу 5 ключенного входом к выходу указанного блока управления, а выходом вЂ” к вве-i денному входу синхронизации указанного инвертора.

Кроме того, указанный инвертор выполнен в виде усилителя мощности и задающего генератора, синхронизирующим входом подключенного к синхронизирующему входу инвертора, а выхо.вЂ” дом - к управляющему входу усилителя мощности.

На фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизированного преобразователя постоянного тока; на фиг.2вЂ” диаграммы, поясняющие принцип действия устройства (2а - импульсное напряжение блока управления; 2о - ток через ключевой элемент; 2 5 вЂ” напряжение блока задержки; 21 вЂ” напряжение задающего генератора.; 2g, t вЂ” напряжение коллектор-эмиттер транзисторов усилителя мощности; 2ж,у- ток коллектора транзисторов усилителя мощности; 20. вЂ” напряжение .питания;

2k,h - мощность, рассеиваемая на транзисторах усилителя мощности).

Устройство содержит инвертор 1, выполненный в виде задающего генератора 2 и усилителя мощности 3, последовательно соединенного с выпрямителем 4 и ключевым элементом 5, последовательно соединенным с выходным фильтром 6, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 5 через блок управления 7, до-! полнительно введенного генератора задержки 8, при этом дополнительный выход ключевого элемента 5 через re нератор задержки 8 подключен к син-. хронизирующему,входу задающего генератора 2, а выход выпрямителя 4 подключен к силовому входу ключевого элемента 5.

Устройство работает следующим образом.

Блок управления 7, ключевой элемент 5 и выходной фильтр 6, выход ко-торого соединен с входом блока управления 7 (обратная связь), представляют собой обычный ключевой стабилизатор, который питается от выпрямителя

4. Рабочей зоне стабилизации являет"ся участок - Ь (фиг. 2a) . Блок управления 7 вырабатывает напряжение прямоугольной формы с широтно-импульсной модуляцией, которое подается на вход согласующего транзистора блока управления, вырабатывающего на коллекторе импульсное напряжение (фиг. 2а). В соответствии с этим напряжением через ключевой элемент 5 протекает импульсный ток, который продолжает протекать некоторое время (задний фронт) и после того, как. закроется ключевой элемент .5 (фиг. 2Б), чФо связано с конечным временем рассасывания носителей. Усилитель мощности синхронизируется ключевым элемен3 042141

Фи а. Р

ВНИИПИ Заказ 7144/55 Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная., 4 том 5 с задержкой равной 7 . Это осуществляется тем, что импульсное на-.- пряжение управляющего входа. ключевого элемента 5 поступает на вход генератора задержки 8, который работает в ждущем режиме и запускается передним фронтом, после чего вырабатываетимпульс напряжения фиг. 2Ь) длитель- ° ностью c . Это напряжение поступает на синхронизирующий вход задающего генератора 2 и задним фронтом запус- 10 кает его (фиг. 22) . Задающий генератор вырабатывает напряжение прямо угольной формы (фиг. 2Ö, которое.: возбуждает усилитель мощности 3, на. коллекторах транзисторов которого 15 вырабатывается напряжение, приведен-; ное на фиг. 2q,Е. Импульсы тока, протекающие, через коллекторы транзисторов усилителя мощности, когда они открыты и насыщены, приведены на фиг. 2ж,p . По времени эти импульсы совпадают с импульсами тока, протека ющими через транзистор ключевого элемента 5 (фиг, 2б) и имеют задний

0 фронт (фиг. 2ж, y) . Длительность импульса 1; генератора задержки выбирается больше времени заднего фронта коллекторного тока транзисторов усилителя мощности (фиг. 2Ь, А, p)

Как видн" из фиг. 2Е, g,Æ, транзисторы усилителя мощности переключаются на холостом ходу после того, как ток коллектора станет равным нулю.

Этот ток коллектора протекает через транзисторы. тогда, когда они насыщены.

Таким образом импульсная мощь-. ность, рассеиваемая в транзисторах усилителя мощности, уменьшается.

Кроме того, изобретение позволяет обеспечить бестоковую коммутацию транзисторов инвертора в режиме больших пульсаций напряжений на нагрузке, а также использовать устройство при отсутствии трансформатора или дополнительной обмотки трансформатора, что позволяет улучшить массогабаритные.показатели и повысить надежность устройства.