Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (его варианты)

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного к выходу триггера, a вторым входом - к выходу задающего генератора и к первому входу триггера, подключен ,ного вторым входом к выходу интегратора, вход которого через источник опорного напряжения присаединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и первой обмотки дросселя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения гальванической развязки между входом и выходом стабилизированного преобразователя, его выходные выводы подключены к выводам первого конденсатора, a введенная вторая обмотка дросселя подключена между вторым входным выводом и вторым силовым выводом транзисторного ключа, причем указанное соединение управляющего входа транзисторного / ключа с выходом логического злёмента И вьтолнено через введенный элемент гальванической развязки. 2. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содфжащий подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первьм входом подключенного к выходу триггера, a вторым входом к выходу задающего генератора и к сл первому входу триггера, подключенного вторым входом к выходу интегратос ра, вход которого через источник опорного напряжения присоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и первой i обмотки дросселя, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения гальванической развязки а между входом и выходом стабилизированно о преобразователя, дроссель снабжен по меньшей мере одной вторичной обмоткой, которая через введенный второй диод подключена к выходтем выводам, зашунтированным введенным вторым конденсатором, a второй входной вывод соединен с вторым силовым выводом транзисторного ключа через первую обмотку дросселя.

,SUÄÄ 1117617

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

0 4МЛИ

РЕСПУБЛИК

3(Я) Ct 05 F 1/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3482683/24-07 (22) 11. 6.82 (46) 07. 10.84. Бюп. И - 37 (72) А.Б.Смирнов (53) 621.316. 722. 1(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 657422, кл. Q 05 F 1/56, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 935929, кл. Cj 05 F 3/08, 1982. (54)- СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ЕГО ВА-.

РИАНТЫ) . (57) 1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного к выходу триггера, а вторым входом — к выходу задающего генератора и к первому входу триггера, подключен.ного вторым входом к выходу интегра тора, вход которого через источник опорного напряжения присоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и первой обмотки дросселя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения гальванической развязки между входом и выходом стабилизированного преобразователя, его выходные выводы подключены к выводам первого конденсатора, а введенная вторая обмотка дросселя подключена между вторым входным выводом и вторым силовым выводом транэисторного ключа, причем указанное соединение управляющего входа транзисторного ключа с выходом логического элемента

И выполнено через введенный элемент гальванической развязки.

2. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного к .выходу триггера, а вторым входом - g к выходу задающего генератора и к первому входу триггера, подключенно- ЮЯ

ro вторым входом к выходу интеграто" ра, вход которого через источник опорного напряжения присоединен параллель-

Ф но первому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и первой м ь ,обмотки дросселя, о т л и ч а ю щ и й- @ею, с я тем, что, с целью расширения ° в ь функциональных возможностей путем обеспечения гальванической развязки между входом и выходом стабилизированного преобразователя, дроссель снабжен по меньшей мере одной вторичной обмоткой, которая через введенный второй диод подключена к выходным выводам, эашунтированным введенным вторым конденсатором, а второй фр, входной вывод соединен с вторым силовым выводом транзисторного ключа через первую обмотку дросселя..4 1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис пользовано при создании вторичных источников питания.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, . содержащий транзисторный ключ, дроссель, диод, конденсатор, интегратор, связанный входом с выходом преобразователя через усилитель обратной связи и нуль-орган, подключенный через согласующий блок к входу транзисторного ключа (1$ .

Недостатком стабилизированного преобразователя является низкая стабильность его выходного напряжения, обусловленная величиной статизма (ошибки) канала обратной связи.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного . к выходу триггера, а вторым входомк выходу задающего генератора и к первому входу триггера, подключенного вторым входом к выходу интегратора, вход которого через источник опорного напряжения присоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из конденсатора и первой обмотки дросселя j2J.

Недостатком известного стабилизатора являются ограниченные функционрльные возможности из-за наличия гальванической связи между входом и выходом и невозможностью получения выходного напряжения, превышающего входное. Это обусловлено тем, что стабилизатор содержит. последовательно соединенные и включенные в силовую шину ключевой транзистор и дроссель фильтра. При этом входные и вы ходные зажимы гальванически связаны, а выходное напряжение всегда меньше входного.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения .гальванической развязки. между входом и выходом стабилизированного преобразователя.

Поставленная цель в первом варианте достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоян ного напряжения, содержащем подклю55

На фиг.. 1 изображена структурная схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения, первый вариант; на фиг. 2 то же, второй вариант; на фиг. 3 — диаграммы напряжений, поясняющие работу стабилизированного преобразователя.

117617 4 ченный первым силовым выводом к пер-. вому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым

5 входом подключенного к выходу триггера, а вторым входом †. к выходу задающего генератора и к первому входу триггера, подключенного вторым входом к выходу интегратора, вход

10 которого через источник опорного напряжения присоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и первой обмотки дросселя, его выходные выво15 ды подключены к выводам первого конденсатора, а введенная вторая обмотка дросселя подключена между вторым входным выводом и вторым силовым выводом транзисторного ключа, при20 чем указанное соединение управляющего входа транзисторного ключа с выходом логического элемента И выполнено через введенный элемент гальванической развязки, 25

Поставленная цель во втором варианте достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем подключпнный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного к выходу тригге35 ра а вторым входом — к выход задающего генератора и к первому входу триггера, подключенного вторым входом к выходу интегратора, вход которого через источник опорного напряжения присоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из конденсатора и первой обмотки дросселя, дроссель снабжен по меньшей мере одной вторичной обмоткой, которая через введенный второй диод подключена к выходным выводам, зашунтированным введенным вторым конденсатором, а второй входной вывод соединен с вторым силовым выводом транзисторного

50 ключа через первую обмотку дроссе0 М=е1 вЫХ

se

U<„(t)= с о<с,; (аТ. (3) (4) унт (01= "инс(.

3 1117

Стабилизированный преобразоваьель постоянного напряжения содержит подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу 1 транзисторный ключ 2, вход которого соединен с выходом элемента И 3 первым входом подключенного к выходу триггера 4, а вторым входом — к выходу задающего генератора 5 и к первому входу триггера 4, подключенного вто- 10 рым входом к выходу интегратора 6, вход которого через источник 7 опорного напряжения подключен параллельно первому диоду 8 и последовательной цепи из, первого конденсатора 15

9 и первой обмотки 10 дросселя 11.

В первом варианте стабилизированного преобразователя (фиг. 1) выходные выводы 12 подключены караллельно первому конденсатору 9, а 20 вторая обмотка 13 дросселя 11 подключена между вторым вхддным выводом 14 и вторым силовым выводом транзисторного ключа 2. Выход элемента И 3 соединен с входом транзистор- 25 ного ключа 2 через элемент 15 гальванической развязки, например трансформатор.

Во втором варианте стабилизированного преобразователя (фиг. 2) вы- gg ходные выводы 12 соединены с второй обмоткой 13 дросселя 11, первая обмотка 10 которого подключена между вторым входным выводом 14 и вторым силовым выводом ключа 2 через второй диод 16. Параллельно выходным выводам подключен второй конденсатор 17.

На фиг. 2 показано две вторых об-. мотки 13 дросселя 11, что соответст- 4О вует двухканальному варианту стабилизированного преобразователя.

На фиг. 3 приведены временные диаграммы напряжения 18 на выходе задающего генератора 5, напряжения 45

19 на выходе транзисторного ключа 2, напряжения 20 на выходе интегратора

6, напряжения 21 на выходе логического элемента 3, напряжения 22 на входе интегратора 6 (во втором ваанте) .

Стабилизированный преобразователь работает следующим образом (оба варианта) .

Импульсы 18 задающего генерато- 55 ра 5 подаются на вход триггера 4 и .вход логического элемента 3. С при,хОдом очередного импульса на вход

617 4 триггера 4 на выходе логического элемента 3 появляется первое устойчивое состояние 21, воздействующее на транзисторный ключ 2. На вход.интегратора 6 поступают импульсы напряжения 19 с первой обмотки 10 дроссе- ля. В процессе интегрирования разности напряжений на входе интегратора U > н опорного 00 1 напряжение ,20 на выходе интегратора(,„,, через

1 некоторое время 1 достигает уровня срабатывания триггера 4, что вызывает его переключение в первоначальное состояние. При этом на выходе логического элемента 3 появляется второе устойчивое состояние. Далее процесс идет по описанной схеме аналогично.

Напряжение на выходе интегратора изменяется во времени следую@им образом: ,0„„,Ô=U„„,(ol-.— tU,„®-Ь,„f3, «)

"о где 0„„(

U M„ (0) — напряжение на выходе интегратора в начальный момент каждого периода, л

6 — постоянная времени ина тегрирования, напряжение опорного источника", — время;

U (Ф) — напряжение на входе инВХ тегратора.

Напряжение на входе интегратора (1вх для первого варианта преобразователя равно

ЦМЮ=Е ЛФOabe 0 1 1„;

0 (Ц 0 t, t 1, (2) где 0 ыХ вЂ” выходное напряжение

П вЂ” коэффициент трансформацИи; и для второго варианта преобразователя

В режиме стабилизации должно вы- полняться условие стационарности процесса интегрирования, т.е. напряжение на выходе интегратора. в начальный момент каждого периода должно быть равно напряжению в конце периода

111 7б17 (8) .f

Поставляя в (1) выражения (2) и (3) для значения времени и учитывая соотношение (4), получаем для первого варианта преобразователя (" "ЕЫ„)t.1 "0„(T-g4),. (g) и для второго варианта преобразователя

"вьа Е1 — Ugq)t Uрп(Т-4„ 1 (6) 14

Условие (8) будет выполняться, как это видно нз фиг. 3, только тогда, когда крутизна изменения выходного напряжения интегратора за время

О- t» будет больше, чем sa время, соответствующее условию

Напряжение на выходе преобразователя (фиг. 1 и 2) при условии непрепыв)ности тока определяется следуюпВ1м образом: t$ 4 8ЬП

4 41

Решая совместно уравнения (5)-, (6) и (7), получаем выражение для 20 выходного напряжения

0 зы U o»» (фиг ° 1) 4

Ц „ aU<п (фнг. 2), Таким образом, выходное напряже-,? ние практически не зависит от входного напряжения, уровня срабатывания триггера, постоянной времени интегрирования, рабочей частоты и определяется лишь опорным напряжением. 30

Для выполнения условия (4) необходимо, чтобы отклонение напряжения на выходе интегратора от стационарной величины в конце периода3 0, не превышало бы значения возмущения, вызвав.з

mего это отклонение в начале периода, т.е. »Ъ

2 (9) При невыполнении условия (9) небольшое отклонение выходного напряжения интегратора от установившегося значения в начале периода вызовет в

Ф конце периода отклонение, большее по аб" солютной величине, чем начальное, которое, в свою очередь, вызовет еще большее отклонение в конце следующего периода и т.д.

В результате в преобразователе возникнут атокалебания на частотах ниже рабочей частоты, Выполнение условия (9) достигается тем, что импульсы с выхода задающего генератора, длительность которых не превышает полупериода, ограничивают длительность времени 1» с помощью логических элементов 5 и 16.

Изобретение позволяет дбстигнуть расширения функциональных возможностей преобразователя путем обеспечения гальванической развязки при сохранении стабильности выходного напряжения.

1117617

1117617

Составитель В.Цишевский

Редактор Е.Лушникова Техред 3.Палий Корректор В - Вутяга

Заказ 7219/32 Тирах 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыгий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4