Инвертирующий бестрансформаторный понижающий преобразователь напряжения

Инвертирующий бестрансформаторный понижающий преобразователь напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 M 3 07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4056148/24-07 (22) 14.04.86 (46) 07.02.88. Бюл. У 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт радиовещательного приема и акустики им. А.С.Попова (72) В.А.Барамидзе (53) 621.314 ° 1(088.8) (56) Патент США У 3470443, кл. Н 02 М 3/22, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1086520, кл. Н 02 М 3/335, 1980.

„.80„„И72522 А1 (54) ИНВЕРТИРУК6 ИЙ БЕСТРАНСФОРИАТОРНЫЙ

ПОНИЖАК6 ИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питания понижающего напряжения. Цель изобре тения — расширение функциональных возможностей путем повышения чувствительности входных цепей к мгновенным значениям напряжения малого уровня, улучшение формы выходного

1372522 напряжения путем снижения нелинейных искажений и повышение КПЦ.Введение управляемого ключевого триггера

2, источников опорных ЭДС 26, 27, эарядно-разрядных узлов на элементах 52-73 и запускающего двухтактного генератора импульсов 23 позволяет в совокупности с основными элементами устройства производить двухконтактное стробирование положительного полупериода входного напряжения.

При этом на нагрузке 77 выделяются при работе триггеров 1, 2 отИзобретение относится к э 1ектротехнике и может быть использовано в качестве понижающего трансформатора электронного типа, способного понижать как постоянное, так и 5 переменное напряжение.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем повышения чувствительности входных цепей к мгновенным значениям напря10 кения малого уровня, улучшение формы выходного напряжения путем сниже-. ния нелинейных искажений и повышение

КПД.

На чертеже дана принципиальная схема инвертирующего бестрансформаторного понижающего преобразователя напряжения.

Преобразователь содержит два аналогичных управляемых ключевых триггера 1 и 2, каждый из которых выполнен на составных транзисторах,соединенных по мостовой схеме и образующих каскады с общим коллектором и общим эмиттером (ОК вЂ” ОЭ). Триггер

1 построен на составных транзисторах

3, 4 и 5,6 типа р-и-р. Эмиттеры этих транзисторов питаются от положительной полярности входного напряжения, которое поступает и на базы этих транзисторов через резисторы 7,8 и

9 10. Противоположные плечи моста построены на ключевых составных транзисторах типа и-р-и 11, 12 и 13, 14, также включенных по схемам ОК-ОЭ. 35

Коллекторы указанных транзисторов соединены между собой, эмиттеры соерицательный и положительный полупериоды напряжения сильноточного сигнала. Путем регулирования напряжения источников опорных ЭДС 26, 27 повышается чувствительность триггеров и обеспечивается режим работы устройства при минимальных нелинейных искажениях. Работа триггеров 1, 2 с глубокой положительной обратной связью обеспечивает увеличение крутизны фронтов нарастания и спада стробирующих импульсов сигнала. 1 ил. динены с общим выводом, а базы транзисторов соединены с общим выводом

1 и эмиттерами транзисторов через резисторы 15, 16 и 17, 18. Второй ключевой триггер 2 построен по аналогичной схеме. Отличием от первого триггера является только.то, что к общему выводу подключены эмиттеры всех транзисторов типа р-п-р, а эмиттеры транзисторов п-р-и соединены с источником входного напряжения. Входы ключевьж триггеров 1 и 2 через делители, выполненные на резисторах 19,20 и 21,22, соединены с соответствующими выходами запускающего двухтактного генератора 23 импульсов.

Ключевые триггеры 1 и 2 соединены с выводами для подключения источника входного напряжения через диоды

24 и 25 и источники 26 и 27 опорных

ЭДС при этом указанное соединение осуществлено следующим образом.Первый ключевой триггер 1 (эмиттеры транзисторов 3 и 5) соединен с катодом диода 24, анод которого подключен к положительной обкладке источника 26, вывод отрицательной обкладки которого соединен с входным выводом. Второй ключевой триггер 2 соединен с анодом диода 25, катод которого подключен к отрицательной обкладке источника 27, вывод положительной обкладки которого подключен к входному выводу.

Кроме того, преобразователь содержит зарядно-разрядные узлы 28 и 29. Каждый из этих узлов состоит

1372522 из последовательно соединенных и цепочек; где n = 1,2,3,4 и т.д. коэффициенты понижения трансформатора. На представленном чертеже n = 3.

Цепочки образованы последовательно соединенными конденсаторами и зарядными диодами. Кроме того,зарядноразрядные узлы включают разрядные диоды. Таким образом, узел 28 постро- 1ð ен на элементах 30-51, а узел 29— на элементах 52-73. Точки соединения конденсаторов и зарядного диода в каждой цепочке через разрядные диоды (38-43 узла 28 и 60-65 узла 29) под- 15 ключены к соответствующему фильтру нижних частот, включающему дроссель

74 и конденсатор 75 для узла 28 и дроссель 76 и конденсатор 75 для узла 29 и подключенному выходом к нагрузке

77. При этом разрядные диоды узла 28 включены противоположно относительно включения разрядных диодов узла

29. Кроме того, точки соединения упомянутых цепочек через диоды 32, 25

35 и 50, 51 узла 28 и 54,57 и 72,73 узла 29 подключены к второму выводу конденсатора первой цепочки 37 и

44 узла 28 и 59, 66 узла 29, образующего входной вывод разрядно-эа- 30 рядного узла, выходной вывод которого образован катодом зарядного диода последней цепочки. В зарядно-разрядных узлах аналогичные цепи (элементы 30 — 40 и 41-51 узла 28 и

35 .элементы 52-62 и 63-73 узла 29) включены встречно друг другу и подключены к диагонали переменного тока соответствующего ключевого триггера 1 и 2.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче на вход устройства напряжения постоянного или переменного тока положительный полупериод этого 45 напряжения через источник 26 и диод

24 поступает на эмиттеры транзисторов 3 и 5 ключевого триггера 1, который запускается импульсами,поступающими с генератора 23 импульсов О

За счет этого производится двухтактное стробирование положительного полупериода входного напряжения. С выходной диагонали мостового триггера 1 снимаются импульсы сигнала, сдвинутые после стробирования на

180 . Они поочередно поступают на эарядно-разрядные узлы 28. После каждого заряда емкостей, соединенных последовательно через диоды, происходит разряд тех же конденсаторов, которые в этом случае уже соединены параллельно,на конденсатор фильтра и нагрузку 77. Дроссели 74 и 76 производят развчзку по высокой частоте. Нагрузка 77 зашунтирована конденсатором 75 от высокочастотных помех, образуемых после стробирования положительной полуволнЬ входного сигнала. Аналогично описанному запускается с помощью импульсов генератора 23 ключевой триггер 2 при подаче на его входную диагональ отрицательной полярности входного напряжения, при этом разряд конденсаторов на нагрузку 77 осуществляется через второй фильтр нижних частот, состоящих из элементов 76 и 75.

Таким образом, на нагрузке 77 выделяются при работе триггера 1 отрицательный полупериод напряжения сильноточного сигнала, а при работе триггера 2 — положительный полупериод.

Регулируя напряжения источников

26 и 27 опорных ЭДС,можно установить желаемые режимы работы устройства в целом.

Диоды 24 и 25 препятствуют проникновению на мостовой триггер напряже" ния противоположной полярности.

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигнуто повышение чувствительности к сигналам малого уровня постоянного и переменного токов (за счет включения источников опорных ЭДС, повышающих чувствительность ключевого триггера, и применения двухтактного генератора импульсов с независимым питанием) и повышение .КПД (эа счет увеличения крутизны фронтов нарастания и спада стробирующих импульсов сигнала посредством включения в устройство мостовых триггеров, охваченных глубокой положительной обратной связью, при этом частота стробирования сигнала

f - 3f,, где f, — граничная частота полосы пропускания инвертора). формула изобретения

Инвертирующий бестрансформат<1рный понижающий преобразователь напряжения, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника питания и

72522

Составитель Л.устинкина

Техред А.Кравчук

Корректор Л.Патай

Редактор С.Пекарь

Заказ 495/51 Тираж 665

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13 цепи нагрузки, зашунтированной конденсатором фильтра, управляемый ключевой триггер, выполненный по мостовой схеме, к диагонали переменного тока которого подключены входы двух зарядно-разрядных узлов, включенных встречно относительно друг друга, причем каждый иэ заряднораэрядных узлов выполнен в виде и последовательно включенных цепочек, каждая иэ которых состоит из последовательно соединенных конденсатора и зарядного диода, точка соединения которых через разрядный диод и дроссель фильтра нижних частот подключена к выходному выводу, о т л и ч а— ю шийся тем,что,с целью расширения функциональных воэможностей путем повышения чувствительности входных цепей к мгновенным значениям напряжения малого уровня, улучшения формы выходного напряжения путем снижения нелинейных искажений и повышения КПД дополнительно введены аналогичный управляемый ключевой триггер, два аналогичных зарядно-разрядных узла, включенных встречно относительно друг друга и подключенных входами к диагонали переменного тока укаэанного дополнительного триггера, а выходами через дополнительно введенный дроссель фильтра — к выходному выводу, а также два дополнительных диода, запускающий двух5 тактный генератор импульсов и регулируемые синфазно по модулю два источника опорных ЭДС постоянного тока, причем катод первого дополнительного диода соединен с одним входом основного триггера, а его анод — с положительным выводом первого дополнительного источника постоянного тока, отрицательный вывод которого соединен с входным выводом, анод второго дополнительного диода соединен с одним входом дополнительного триггера, его катод — с отрицательным выводом второго дополнительного источника постоянного тока, положительный вывод которого соединен с входным выводом, другие входы триггеров соединены с общим выводом, управляющие входы триггеров соединены с выходами двухтактного генера26 тора импульсов, напряжения на которых сдвинуты относительно друг друга по фазе на 180, а зарядные и разрядные диоды дополнительных эарядно-разрядных узлов включены в

30 обратном направлении по отношению к аналогичным диодам основных зарядно-разрядных узлов.