Преобразователь постоянно-постоянного тока

Преобразователь постоянно-постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 Н 02 M 7/00

@ate

1ä

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3771171/24-07 (22) 13.07.84 (46) 15.07.86. Бюл. 26 (72) В.Н. Криницын и P.Ê. Лившиц (53) 621.316.727(088,8) (56) Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов. M.: Энергия, 1969, с. 240, рис. 7-24.

Иоргулев Л.С., Сонин Е,К. Полупроводниковые системы зажигания. М,:

Энергия, 1972, с. 39, рис. 24. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННО-ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение стабильности.При величине управляющего сигнала на входе управления 24 блока измерения (БИ) 23 больше заданной блок переключения обмоток (БПО) 14 выключен. Через диод

11 напряжение поступает на среднюю точку 5 трансформатора (Тр) 3 и подаÄÄSUÄÄ 1244766 A1 еся на инвертор 2, что приводит к включению преобразователя 1. При уменьшении указанного сигнала на входе 24 до установленного уровня сигнал с БИ 23 поступает на модулятор (M) 18, сравнивается с напряжением сравнения блока сравнения 21 и включает введенный БПО 14. В результате вход 15 замыкается с выходом

16 и через диоды 17 поступает на отводы входной обмотки 4 Тр 3, на ко-. тором изменяется напряжение. Введение блока выбора режима переключения (БВРП) 26 задает требуемую зону между напряжением срабатывания и отпускания на входе 24 БИ 23 в зависимости от режима работы устройства, обеспечивая требуемую стабильность выходного напряжения. Таким образом, БВРП 26 обеспечивает автоматическое срабатывание БПО 14 и исключение пе .реключений вне пределов достижения заданной стабильности. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

1 12447

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры на основе автономных устройств.

Целью изобретения является повышение стабильности системы электропитания.

На фиг. 1 представлена эл:ектрическая схема преобразователя; на фиг. 2 — электрические принципиальные схемы его основных блоков.

Преобразователь 1 постоянно-постоянного напряжения состоит из блока 2 инвертора и силового трансформатора 3, содержащего входную обмотку 4 со средней точкой 5 и выходную обмотку с выпрямителем и фильтром 6, Блок инвертара преобразователя 1 постоянного напряжения первым входом 7 соединен с входной минусовой шиной 8, а вторым 9 и третьим 10 входами — с началом и концам входной обмотки 4 ,силового трансформатора 3, средняя точка 5 входной обмотки котсраго сое- >,динена через диод 11 с входной положительной шиной 12, а выходная абмат— ка с выпрямителем и фильтрам 6 соединена с выходными шинами 13. Преобразователь содержит также блок 14 пе30 реключения обмоток, первый вход 15 которого соединен с входной шиной 12, а выходы 16 через диоды 17. соединены с отводами входной обмотки 4 силового трансформатора 3 модулятор 18, выход 19 которого соединен с управляющим входом 20 блока 14 переключения обмоток; блок 21 фор гирования напряжения срав ения, выход которого соединен с первым входом 22 модулятора

18, блок 23 измерения входного напряжения, связан.-гый своим входом с входом 24 управления, причем выход блока измерения соединен с вторым входом 25 модулятора 18, блок 26 вы45 фора режима переключения обмоток, вход 27 которого соединен с выходом блока модулятора, а выход 28 — с выходом блока 23 измерения, конденсатор 29, включенный между средней точкой 5 входной обмотки 4 силового трансформатора 3 и входной минусовой шиной 8.

Блок переключения обмоток содержит переключающий транзистор 30, эмиттер которого соединен с входом 15 5 блока 14 переключения сбмотак, база через первый резистор 3 1 соединена с входом 15 блока 14 переключения об66 2 маток, а через. второй резистор 32 база соединена с управляюшИм входам 20 блока 14 переключения обмоток.

Модулятор 18 содержит дифференциальный усилитель 33 постоянного така, триггер 34, первый выходной транзистср 35 и второй выходной транзистор 36, причем первый вход 37 дифференциального усилителя 33 постоянного тока соединен с вторым входом 25 модулятора 18, второй вход 38 дифференциального усилителя 33 постоянного тока — с первым входом 22 модулятора 18, а выход 39 дифференциального усилителя 33 постоянного тока соединен с входом 40 триггера 34, выход 41 триггера через первый резистор 42 соединен с базой первого выходного транзистора 35 и через второй резистор 43 — с минусо1 вай шиной 8 сис-.емы электропитания, эмиттер первого выходнога транзистора 35 соединен с базой второго выходного транзистора 36 и через третий резистор 44 соединен с общей минусавсй шиной 8 системы электропитания, ксллекторы первого и второго выход-ibad vpaHsacTopoa 35, 36 соединены межд,у собой и с первым выходом 19 блока модулятора.

Блок 26 выбора режима переключения обмоток содержит резистор 45, первый вывод которого соединен с входом 27 блока выбора режима переключения обмоток, а второй вывод через конденсатор 46 — с минусовой шиной 8 и сает;инеи с выходом 28 блока выбора режима переключения обмоток.

Блок 23 измерения входного напряжения содержит переменный резистор 47, регулируемый вывод 48 которого соединен L выхддсм 25 блока 23 измере- ния, первый вывод 49 переменного резистора 47 соединен с входом ?4 управления блока 23 измерения, а второй вывод 50 переменного резистора

47 — с общей шиной 8 системы электропи.ания, причем вход 24 управления блока ?3 измерения соединен с входной пола>кительной шиной 12.

Преобра-,îâàòåëü. работает следуюшим образом.

Напряжение первичной сети включается на входную шину 12 относительно шины 8. Б исходном положении при величине управляющего сигнала на входе 24 управления блока 23 измерения больше заданной блок переключе1244766 ния обмоток выключен. Через диод 11 напряжение поступает на среднюю точку 5 входной обмотки 4 силового трансформатора 3 и через второй 9 и третий 10 входы инвертора 2 относительно шины 8, подклю енной к первому входу 7 инвертора 2, подается на инвертор 2. Включение инвертора 2 приводит к включению преобразователя

1 постоянного напряжения, появлению на обмотках трансформатора переменного напряжения прямоугольной формы

1 и появлению на выходной обмотке с выпрямителем и фильтром 6, соединенной с выходными шинами 13, постоянного 15 напряжения заданной величины.

При уменьшении управляющего сигнала на входе 24 управления блока 23 до установленного уровня сигнал с выхода 25 блока измерения, соединен- 20 ного с входом модулятора 18, поступает на модулятор, где сравнивается с напряжением сравнения, получаемым с блока 21 формирования напряжения сравнения и подаваемым на первый 25 вход 22 модулятора, соединенный с выходом блока формирования напряжения сравнения.

На первом выходе 19 модулятора появляется сигнал управления, подаваемый,на управляющий вход 20 блока

14 переключения обмоток, Блок 14 переключения обмоток включается, в результате чего вход 15 замыкается с одним из выходов 16 и напряжение 35 через диоды 17 поступает на отводы входной обмотки 4 силового трансформатора 3 преобразователя 1 постоянного напряжения. Включение инвертора 2 приводит к включению преобразо- 40 вателя 1 постоянного напряжения и его работе с силовым трансформатором

3 с уменьшенным числом витков входной обмотки 4. В результате на входной обмотке с выпрямителем и фильт- 45 ром .6, соединенной с выходными шинами 13, напряжение изменяется. При увеличении напряжения на входе 24 управления блок 14 переключения обмоток переключается в исходное поло- 5О жение . При этом если напряжение срабатывания и отпускания на входе управления модулятора 18 равны и неизменны, происходит переключение блока переключения обмоток даже от коле-55 баний управляющего сигнала в зоне его допустимых значений, в том числе от пульсаций, наводок и т.п., что приводит к изменениям напряжения на выходной обмотке с выпрямителем и фильтром 6, т.е. к нестабильности его, Блок 26 выбора режима переключения задает требуемую зону между на- пряжением срабатывания и отпускания на входе 24 управления блока 23 измерения в зависимости от режима работы устройства, обесгечивая тре.буемую стабильность выходного напряжения системы электропитания.

Блок выбора режима модуляции изменяет по заданному алгоритму напряжение на втором входе 25 блока модулятора при включенном и отключенном блоке переключения обмоток, а также обеспечивает требуемую задержку переключения с учетом режима работы всей системы электропитания.

Обеспечивая режим требуемой стабильности выходного напряжения, что существенно отличает указанный блок от известных, конденсатор 29 принципиально необходим, так как исключает нестабильность работы преобразователя постоянного напряжения, возникающую в моменты переключения обмоток. Его работа в системе электропитания связана, таким образом, с работой введенного блока выбора режима переключения.

Блок переключения обмоток, выполненный на транзисторе 30, работает следующим образом.

Резисторы 31, 32 обеспечивают режим работы по постоянному току. При достижении током базы транзистора 30 . заданной величины, обеспечиваемым включением блока модулятора, транзистор открывается, обеспечивая переключение блока переключения обмоток.

Модулятор 18 работает следующим образом.

На первый вход 37 дифференциального усилителя 33 постоянного тока поступает управляющее напряжение, на второй вход 38 напряжение сравнения, усиленный разностный сигнал с выхода 39 дифференциального усилителя поступает на вход 40 триггера 34 и при достижении им заданной величины вызывает срабатывание триггера 34.

Первый и второй выходные транзисторы 35, 36 образуют составной транзистор, резисторы 43 и 44 которого обеспечивают режим работы по постоянному току. При срабатывании триггера 34 протекает ток базы пер1244766 вого выходного транзистора 35, вызывающий его открывание, а следовательно, открывание второго выходного транзистора 36. Выход 19 модулятора

18 замыкается через второй выходной транзистор 36 на общую шину 8.

Блок 26 выбора режима переключения обмоток работает следующим об— разом. 10

Часть переменного резистора 47 блока 23 измерения, резисторы 31, 32, первый и второй выходные тран— зисторы 35, 36 образуют управляемый делитель напряжения первичной сети.

При открывании первого и второго выходных транзисторов вход 27 блока переключения обмоток имеет потенциал, определяемый практически сопротивлением перехода составного тран- 20 зистора и близкий к потенциалу общей шины. Таким образом, при определенном положении движка переменного резистора 47 блока измерения устанавливается определенный порог сра- 25 батывания модулятора 18. При закрывании первого и второго выходных транзисторов 35, 36 потенциал входа 27 определяется делителем, образуемым частями переменного резистора 47 блока 23 измерения, резистора 3 1, 32 блока 14 переключения обмоток 14 и конденсатором 46.

Основной особенностью блока выбора режима переключения обмоток является зависимость величины срабатывания и отпускания блока модулятора от положения движка переменного резистора 47 блока 23 измерения, от ам— плитуды пульсаций входного напряжения, сопротивления переходов первого и второго выходных транзисторов 35, 36, что позволяет адаптировать свойства блока модулятора в зависимости от условий напряжения питания.

Блок измерения работает следующим образом.

Напряжение первичной сети поступает на переменный резистор 47 и часть его .снимается с вывода 48 резистора, определяя напряжение совместно с бло" ком 26, уровень срабатывания и отпускания блока 14 переключения обмоток, Таким образом, реализуется система электропитания с автоматически из-55 меняемой зоной от срабатывания до отпускания блока 14 переключения обмоток так, что исключается переключение вне пределов достижения заданной ста— бильности, при этом зона срабатывания и отпускания в общем случае определяется как характером изменения входного напряжения, так и внешними факторами.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Преобразователь постоянно — постоянного тока, содержащий инвертор, первый вход которого соединен с входной минусовой шиной постоянного тока„ а второй и третий входы — с концевыми выводами первичной обмотки си— лового трансформатора, средняя точка которого через диод соединена с входной положительной шиной, вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель подключена к выходному фильт— ру„ блок переключения выводов первичной обмотки, первый вход которого подключен к входной положительной шине, а выходы через диоды подключены к выводам первичной обмотки трансформатора, модулятор, .выход которого

I соединен с управляющим входом блока переключения выводов первичной обмотки, блок формирования напряжения сравнения, выход которого соединен с первым входом модулятора, блок измерения входного напряжения, выход которого соединен с вторым входом модулятора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения стабильности, в него введен конденсатор и блок выбора режима переклю— чения обмоток, вход которого соединен с выходом модулятора, выход — с выходом блока измерения вхоцного напряжения, а конденсатор включен между средней точкой первичной обмотки трансформатора и входной минусовой шиной.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок переключения обмоток содержит переключающий транзистор, эмиттер которого соединен с входом блока переключения обмоток, база через первый, резистор соединена с входом блока переключения обмоток, а через второй резистор база соединена с управляющим входом блока переключения обмоток.

3. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что модулятор содержит дифференциальный уси1244766 выбора режима переключения обмоток содержит конденсатор и резистор, первый вывод которого соединен с входом блока выбора режима переключения обмоток, а второй вывод через конденсатор — с минусовой шиной системы электропитания и с выходом блока выбора режима переключения обмоток.

Составитель Е. Калинкин

Техред М.Ходанич

Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Швыдкая

Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3926/57

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 литель постоянного тока, триггер и выходные транзисторы, причем первый вход дифференциального усилителя постоянного тока соединен с вторым входом модулятора, второй вход дифференциального усилителя постоянного тока соединен с входом триггера, выход триггера через первый резистор соединен с базой первого выходного 10 транзистора и через второй резистор с минусовой входной шиной системы электропитания, эмиттер первого выходного транзистора соединен с базой второго выходного транзистора и через третий резистор — с минусовой входной шиной, эмиттер второго выходного транзистора соединен с минусовой входной шиной, коллекторы первого и второго выходных транзисторов сое- Zp динены между собой и с выходом модулятора.

4. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся . тем, что блок i

5. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок измерения входного напряжения содержит переменный резистор, регулируемый вывод которого соединен с выходом блока измерения, первый вывод переменного резистора соединен с входом управления блока измерения, а второй вывод переменного резистора соединен с общей входной минусовой шиной, причем вход управления блока измерения соединен с плюсовой входной шиной.