Стабилизированный двухтактный преобразователь постоянного напряжения

Стабилизированный двухтактный преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения. Цель изобретения - упрощение устройства при одновременном обеспечении гальванического разделения входных и выходных цепей. Стабилизированный двухтактный преобразователь постоянного напряжения содержит двухтактный усилитель мощности, выход которого подключен к трансформатору,а вход через дроссель соединен с шинами источника питания, причем к вторичной обмотке трансформатора подключены выпрямитель и фильтрующий конденсатор, и узел управления, включающий в себя формирователь симметричного прямоугольного напряжения, выход которого подключен к входу усилителя мощности, и регулятор, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя через устройство сравнения выходного напряжения преобразователя с опорным. Введена дополнительная обмотка, соединенная с источником постоянного напряжения через регулятор, размещенная на сердечнике трансформатора так, что магнитный потоку основных обмоток, а сердечник трансформатора выполнен из изотропного материала. Формирователь симметричного прямоугольного напряжения выполнен с регулируемой частотой. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) H 02 М 3/337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3841087/24-07 (22) 11.01.85 (46) 30, 10.90. Бюп. ¹ 40 (72) В.И. Хандогин и А.И. Иванов-Цыганов (53) 621;314.58(088.8) (56) Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М.: Сов. радио, 1976, вып. 8, с. 92.

Электронная техника в автоматике.

Под ред. Ю.И. Конева. M.: Сов. радио, 1977, вып. 9, с. 88. (54) (57) 1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯ)1 ЕНИЯ, содержащий двухтактный усилитель мощности, выход которого подключен к трансформатору, а вход через дроссель соединен с шинами источника питания, причем .к вторичной обмотке трансформатора подключены выпрямитель и фильтрующий конденсатор, и узел управления, включающий в себя формирователь симметричного прямоИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения.

Целью изобретения является упрощение устройства при одновременном обеспечении гальванического разделения входных и выходных цепей.

На чертеже показан пример выполнения стабилизированного двухтактно-, го преобразователя постоянного напряжения с усилителем мощности, выполненным по схеме двухтактного усипи„„SU„„1603500 А 1

2 угольного напряжения, выход которого подключен к входу усилителя мощности, и регулятор, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя через устройство сравнения выходного напряжения преобразователя с опорным, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства при одновременном обеспечении гальванического разделения входных и Bbl ходных цепей, введена дополнительная обмотка, соединенная с источником постоянного напряжения через регулятор, размещенная на сердечнике трансформатора так, что магнитный поток ее перпендикулярен магнитному потоку основных обмоток, а сердечник трансформаЮ тора выполнен из изотропного материала.

2. Преобразователь по п. 1, о т — С л н ч а ю шийся тем, что формирователь симметричного прямоугольного напряжения выполнен с регулируемой частотой. теля со средней точкой трансформатора. (.".>

Преобразователь состоит из двухтактного усилителя 1, выполненного на трансформаторе 2 со средней точкой и cpj дечпиком из изотропного материала, подключенного через дроссель 3 к источнику постоянного напряжения, а к вторичной обмотке 4 трансформатора 2 подключецы т ыпрямитель 5 и фильтрующнй конденсатор 6. Фармировагел 7 симметричного прямоугольного

1603500 напряжения выходом подключен к входу двухтактного усилителя 1 мощности.

ДОполнительная обмотка 8, размещенная на сердечнике трансформатора 2, соединена с источником постоянного напряжения через регулятор 9, управляюug и вход которого подключен к выходу преобразователя через устройство 10 сравнения выходного напряжения преоб- 10 р зователя с опорным.

Формирователь 7 симметричного прямоугольного напряжения может быть . вьп олнен с регулируемой частотой.

Преобразователь работает следующим 5 образом.

При подаче на вход устройства посТоянного напряжения и, соответственнЬ, при симметричном прямоугольном на- 0 потяжении от формирователя 7 трансфор1 маторы усилителя 1 мощности попере менно находятся в проводящем и закры( том состояниях. Причем с выхода уст 1ройства через устройство 10 сравнения 25 передается открывающий сигнал на вход регулятора 9. Регулятор 9 открывается, и через дополнительную обмотку 8

1 начинает протекать ток, вызывающий ,в сердечнике трансформатора возник новение поперечной индукции В „ (Bx

= р fu —, где Т вЂ” ток через peIwg о 1 гулятор ; w — число витков в дополнительной обмотке 8; . е -- средняя длина магнитной силовой линии. Тогда йндукция, определяемая основными обмотками трансформатора, В 2

В «B I

5 В2

При отсутствии тока, протекающего через регулятор 9, индукция в сердечнике будет изменяться от -Вр до +В „ где (В О ((Â . При появлении тока, 45 . протекающего через регулятор, час гь полупериода индукция в сердечнике трансформатора постоянна и определяется равенством (1), т.е. сердечник грансформатора будет насыщен. На этом этапе напряжения на обмотках транс50, форматора равны нулю, а через дроссель 3 протекает ток, обеспечивающий накопление энергии. При переключении транзисторов усилителя 1 мощности

5 энергия, накопленная в дросселе 3, через трансформатор 2 передается в фильтрующнй конденсатор 6 и в нагрузку<

Напряжение на выходе устройства в режиме непрерывных токов определяется следующим условием:

1 ых " 1 где п — коэффициент трансформации трансформатора 2; (— скважность (отношение времени пребывания трансформатора в насыщенном состоянии к полупериоду).

При изменении подмагничивающего тока через дополнительную обмотку 8 изменяется величина . Следовательно, изменяется выходное напряжение устройства. При замыл.анни цепи обратной связи с использованием устройства 10 сравнения выходное напряжение будет поддерживаться на заданном уровне.

Для обеспечения оптимального режима регулирования и повьшiения КПД «;.оличество витков дополнительной обмотки W выбирается максимально возможо ным, тогда при импульсных воздействиях дестабилизирующих факторов (например, всплески входного напряжения) индуктивность этой обмотки не позволяет быстро реагировать на возмущения.

Если формирователь 7 выполнен с регулируемой частотой, то при быстрых измениниях входного напряжения действует дополнительный параметрический контур.. При резком увеличении входного напряжения увеличивается частота формирователя 7 симметричного прямоугольного напряжения, что приводит к сокращению времени пребывания сердечника трансформатора в насыщенном состоянии (уменьшению 1 ), а следовательно, к поддержанию постоянства выходного напряжения. Параметрический контур может отрабатывать пульсации входного напряжения, а компенсационный контур регулирования поддерживает необходимую стабильность выходного напряжения. Наиболее прост в реализации формирователь 7 симметричного прямоугольного напряжения, выполненный по схеме автогенератора с магнитным переключающим элементом — автогенератор

Роэра с переключающим дросселем, дополнительным трансформатором, Частота переключения,у таких генераторов пропорциональна изменению питающего схеме.

Составитель И. Войтович

P едактор A. Иа ковс куя Техред M. Дидык Корректор М. Иаксимишинец

Заказ 3392 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государстве ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, iK-35, Раушская наб., д. 4/5 гт 11

Производственно †: атеиьский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101

160350 (входного) напряжения, что позволяет использовать их в данном устройстве.

Для обеспечения более широкого динамического диапазона по частоте между автогенератором и входом устройства может быть введен дополнительный линейный или импульсный регулятор с управляющим входом, что позволяет улучшить качество выходного напряже- 10., ния. Двухтактный усилитель мощности может быть выполнен и по мостовой

Наиболее оптимальной геометрией для сердечника трансформатора может быть отечественная чашечная (челнок) геометрия ферритовых сердечников типа ОБили зарубежная (фирма Битор).

Использование предлагаемого изобретения позволяет упростить алгоритм управления силовыми элементами, схему управления при одновременном обеспечении гальванического разделения входных и выходных цепей и высокого качества выходного напряжения.