Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ , содержащий задающий генератор , выходом соединенный с тактовым входом широтно-импульсного модулято1ра, выход которого подключен к первым входам двух селекторов , вторые входы которых через делитель частоты соединены с выходом задающего генератора, инвертор, первый и второй управляющие входи кот)рого соединены с выходами пер- ; вого и второго селекторов, а выход с входом вьтрямителя своим выходом подключенного через фильтр к сигнальному входу щиротноимпульсного модулятора и к вьпсоду для подключения нагрузки, схему ИЛИ, выходом присоединенную к третьим входам селекторов, и нуль-орган, о тличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления регулирования величины выходного напряжения , 3 него введены дифференцирующая КС-цепь и дополнительный 9 выпрямитель, при этом вход дифференцирующей RC-цепи соединен с выходом щиротно-импульсного модулятора , а выход - с одним из входом схемы ИЛИ, дополнительный выпрямитель , входом подключен к выходу инвертора , а выходом - к входу нульоргана , выходом подключенного к второму входу схемы ИЛИ, to сд со а

СВОЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ (21) 3637487/24-07 (22) 26.08.83 (46) 15. 12.84. Бюл. Ф 46 (72) А.Г. Лазебный, А.Д. Шепотько, В.В. Иванов и В.Ф. Запорожец (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство. СССР

У 569124, кл. G 05 F 1/64, Н 02 М 3/335, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

У 610097, кл. G 05 Р 1/64, Н 02 M 3/335, 1976. (54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПО

СТОЯННОЕ, содержащий задающий генератор, выходом соединенный с тактовым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого подключен к первым входам двух селек- . торов, вторые входы которых через делитель частоты соединены с выходам задающего генератора, инвертор, первый и второй управляющие входь1

„ЯК„11295 6 А

З(Я) G 05 F 1/64 Н 02 М 3/335 которого соединены с выходами первого и второго селекторов, а выхОд— с входом выпрямителя своим выходом подключенного через фильтр к сигнальному входу широтно-импульсного модулятора и к выходу для подключения нагрузки, схему ИЛИ, выходом присоединенную к третьим входам селекторов, и нуль-орган, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления регулирования величины выходного напряжения, з него введены дифференцирующая RC-цепь и дополнительный и выпрямитель, при этом вход дифференцирующей РС-цепи соединен с вы» ходом широтно-импульсного модулятора, а выход — с одним из входом схемы ИЛИ, дополнительный выпрямитель, входом подключен к выходу ин- Q вертора, а выходом — к входу нульоргана, выходом подключенного к второму входу схемы ИЛИ.

1 11

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания..

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задаюший генератор, генератор пилообразного напряжения, фильтр, цепь обратной связи, делитель .частоты, два селектора, блок запуска, логический элемент ИЛИ и нуль-орган, входы которого подсое-. В динены к выходу для подключения. нагрузки и дополнительно введенному источнику эталонного напряжения, а выход — к одному входу логического элемента ИЛИ, выходом соединенного с третьими входами селекторов,.причем другой вход логического элемента ИЛИ соединен с выходом блока запуска.

В данном преобразователе при любых кратковременных перегрузках и коротких замыканиях происходит отключение преобразователя, длящееся до нового включения первичного источника Г 1.3.

Недостаток такого преобразователя - невозможность его включения после устранения перегрузки или короткого замыкания без включения первичного источника.

Наиблоее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержащий широтно-импульсный модулятор, выходы которого соединены с одними выходами двух селекторов, другие входы которых соединены с выходом схемы ИЛИ,. а выходы — с .входом усилителя мощности, выход которого соединен с выпрямителем, через фильтр соединенным с выходом для подключения нагрузки,.к которому подключен вход нуль-органа, выходом соединенного с одним из входом схемы

ИЛИ, между другим входом которой и выходом для:подключения нагрузки включена цепь, состоящая иэ последовательно соединенных диода, разрядного резистора, порогового блока и формирователя импульсов, а меж ду общей шиной и точкой соединения диода и разрядного резистора включен конденсатор.

В известном преобразователе при возникновении перегрузки или корот кого замыкания, как только уровень выходного напряжения становится ни29596 2 же уровня настройки нуль-органа, на его выходе устанавливается нулевой потенциал, который через схему ИЛИ запирает селекторы и запрещает Подачу импульсов управления на усилитель мощности, в результате чего выходное напряжение становится равным нулю Г21

Однако известный преобразователь

10 характеризуется невозможностью регулирования величины выходного напряжения, так как при уменьшении его величины до уровня настройки

t нуль-органа последний через схему . 15

ИЛИ запирает селекторы, т.е. происходит отключение преобразователя.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя путем осуществления регулирования Величины Выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий задающий генератор, выходом соединенный с тактовым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого подключен к первым входам двух селекторов, вторые входы которых через делитель

ЗО частоты соединены с выходом задающего генератора, инвертор, первый и второй управляющие входы которого соединены с выходами первого и второго селекторов, а выход — с входом выпрямителя, своим выходом подключенного через фильтр к сигнальному входу широтно-импульсного модулятора и к выходу для подключения нагрузки, схему ИЛИ, выходом

4О присоединенную к третьим входам се, лекторов, и нуль-орган, введены дифференцирующая ЙС -цепь и дополнительный выпрямитель, при этом вход дифференцирующей RC-цепи соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, а выход — с одним из входом схемы ИЛИ, дополнительный выпрямитель, входом подключен к выходу инвертора, а выходом — к входу нульоргана, выходом подключенного к второму входу схемы ИЛИ.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Стабилизированный преобразова%% тель постоянного напряжения в постоянное содержит задающий,.енератор 1, выходом соединенный с тактовым входом широтно-импульсного модулятора 2

3 1129 и входом делителя частоты 3. Выход широтно-импульсного модулятора 2 подключен к входу дифференцирующей RC цепи 4 и к первым входам селекторов

5 и 6 вторые входы которых подклю5 чены к выходам делителя частоты 3, а третьи входы селекторов 5 и 6 соединены с выходом схемы ИЛИ 7. Выход дифференцирующей рС-цепи 4 соединен с первым входоь схемы ИЛИ 7, второй вход которой соединен с выкодом нульоргана 8, вход которого подключен к выходу дополнительногс выпрямителя

9. Инвертор 10 первым и вторым управляющими входами соединен соот15 ветственно с выходами первого и второго селекторов 5 и 6, а выходом подключен к входу выпрямителя 11 и дополнительного выпрямителя 9. Выход выпрямителя 11 через фильтр 12 присоединен к сигнальному входу широтно-импульсного модулятора 2 и к выходу для подключения нагрузки.

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы задающего генератора 1 синхронизируют работу широтно-импульсного модулятора 2, а также поступают на вход делителя частоты 3, выходные импульсы которого поочередно подаются на вторые входы се.лекторов 5 и 6, разрешая прохожцение не первый и второй управляющие входы инвертора 10 сигналов модулятора 2, подаваемых на первые входы селекторов. 35

В начале каждого импульса модулятора 2 дифференцирующая RC -цепь 4. формирует импульс, длительность которого значительно меньше длительности импульса модулятора. В момент 4О начала каждого импульса модулятора

2 напряжение на выходе инвертора 10 равно нулю, так как даже при открытых селекторах 5 и 6 необходимо некоторое время для прохождения сиг- 45 нала через один из селекторов и открывания транзисторов инвертора.

Выходной трансформатор, являющийся неотъемлемой частью инвертора, также создает задержку .импульса вы- 5О ходного напряжения и ко тлекторного тока транзисторов инвертора, работающих в ключевом режиме.

При этом скорость нарастания импульса выходного напряжения инвер- 55 тора и коллекторного тока транзисторов инязртора зависит в основном от величины инцуктивности рассеяния, 596 4 трансформатора и величины нагрузки.

Так как величина индуктивности рассеяния — величина постоянная для данного трансформатора, то скорость нарастания импульса выходного напряжения инвертора и коллекторного тока транзисторов инвертора является функцией величины нагрузки, подключенной к выходу инвертора через фильтр 12 и выпрямитель t 1.

Чем больше величина нагрузки, тем меньше скорость нарастания и наоборот, чем меньше величина нагрузки, тем больше скорость нарастания и меньше задержка. В момент начала каждого импульса широтно-.щ4пульсного модулятора 2 напряжение на входе нуль-органа 8 равно нулю и на второй вход схемы ИЛИ 7 поступает сигнал логического нуля. Одновременно с началом импульса модулятора 2 RC-цепь 4 начинает пода« вать свой импульс на первый вход схемы ИЛИ 7. Длительность импульса RC -цепи 4 выбирается такой, чтобы за время действия этого импульса, в течение которого селекторы 5 и 6 открыты по,третьим входам, величина напряжения на входе нульоргана 8 достигла уровня его настройки при условии, что величина нагрузки не превышает допустимого значения. В этом случае на второй вход схемы ИЛИ 7 поступает сигнал логической единицы с выхода нуль-орга )на 8, поэтому с окончанием импульса модулятора 2 селект, ры 5 и 6 продолжают оставаться открытыми по третьим входам до момента окончания импульса модулятора 2, когда напряжение на выходе инвертора 10 исчезает и нульорган 8 вновь выдает счгнал логичес.когго нуля. При отсутствии перегрузки или короткого замыкания на выходе преобразователя описанный процесс происходит в начале каждого импульса модулятора 2, т..е. в начале кажцого полупериода выходного напряжения.

При возникновении перегрузки или короткого замыкания в любой момент действия импульса модулятора. 2, кроме времени действия импульса РС .— цепи 4, транзисторы инвертора 10 переходят в активный режим, амплитуда выходного напряжения спадает до величины, меньшей уровня настройки нуль-органа 8, который переключается

1129596 по выходу в положение логического .нуля, закрывая селекторы 5 и 6.

Если до момента начала следующего импульса модулятора 2 перегрузка или короткое замыкание преобразователя не будут устранены, то за время действия импульса рС-цепи 4 величина выходного напряжения инвертора 10 не успеет достичь уровня настройки нуль-органа 8 из-за недостаточной скорости нарастания .(крутизны переднего фронта). По той же причине коллекторный ток транзисторов инверторов 10 не достигнет опасной для них величины. По окон- 15 чании импульса RC -цепи 4 селекто- ры 5 и 6 вновь закроются по третьим входам, так как нуль-орган 8 не вы.дает сигнала логической единицы на второй вход схемы ИЛИ 7. В течение 20 всего времени действия аварийного режима в начале каждого полупериода происходит вышеописанный процесс.

При этом амплитуда импульсов коллекторного тока транзисторов инвертора 25

1О не превышает предельно допустимого значения, а скважность импульсов значительно больше скважности в

I нормальном режиме, так как длитель" ность импульса ЯС-цепи 4 во много 3() раз меньше длительности импульса модулятора 2. Поэтому средний ток транзисторов инвертора 10 и средняя мощность, выделяемая на них, также значительно меньше предельно допустимого значения, что гарантирует длительную работу преобразоваталя при перегрузках и коротких замыканиях.

При устранении перегрузки или ко роткого замыкания в начале ближайшего импульса модулятора 2 крутизна переднего фронта импульса выходного напряжения инвертора 10 окажется достаточной для достижения уровня настройки нуль-органа 8 за время действия импульса йс -цепи 4, т.е. преобразователь автоматически восстановит свою работоспособность.

Таким образом, преобразователь обеспечивает возможность регулирования выходного напряжения, так как нуль-орган 8 измеряет амплитуду выходного напряжения инвертора 10, которая является практически постоянной при отсутствии перегрузки или короткого замыкания, в то время как величина выходного напряжения определяется только шириной импульсов.

Кроме того, предлагаемый преобразователь имеет более высокую надежность, так как при коротких замыканиях в самом инверторе, а также в случае замагничивания выходного трансформатора инвертора, приводящего к выходу транзисторов из ре.жима насыщения, исключается задерж-. ка срабатывания нуль-органа и блокирования. селекторов по причине отсутствия в цепи инвертор — нульорган выходного фильтра, имеющего большую постоянную времени.

1129596

Составитель Макаров

Редактор М. Бандура Техред С.Мигунова

Корректор А. Обручар

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

Заказ 9452/38 Тиран 841. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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