Устройство для управления переключающими транзисторами статического стабилизированного преобразователя

Устройство для управления переключающими транзисторами статического стабилизированного преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И 4-Ж"-"-Н--Ю Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

11ц 576652

Союз Соиетскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2311657/07 с присоединением заявки J¹ (23) Приоритет

Опчбл11ковано 15.10.77. Б10лс1стснь ¹ 38 (51) М. Кл H 02Р 13/16

G 05F 1/б4

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытий (53) У 1!К 621.316.722.1 (088.8) Дата опубликования описания 07.09.77 (72) Автор изобретения

В. С. Мальцев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИМИ

ТРАНЗИСТОРАМИ СТАТИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к области электропитания радиоэлектронной аппаратуры, в частности к установкам для широтно-импульсного управления переключающими транзисторами статических преобразователей с регулируемым выходным напряжением постоянного тока.

Известны устройства для управления переключающими транзисторами преобразователей напряжения, использующие одноканальный модулятор с односторонней широтно-импульсной модуляцией на удвоенной частоте работы преобразователя, в которых путем деления на два импульсная последовательность с выхода модулятора превращается в два симметричных канала управления (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления переключающими транзисторами статического стабилизированного преобразователя с регулируемым выходным напряжением, содержащее источник электропитания с заземленным полюсом, к которому подключен один из выводов вспомогательного источника электропитания, подключаемые выходами к переключающим транзисторам преобразователя два вентиля, первые входы которых соединены с выходом счетного триггера, а вторые входы подключены к выходу компаратора на операционном усилителе, усилитель рассогласования, выход которого соединен с одним входом компаратора, а вход служит для подключения к выходу стаоилизированного преооразователя, генератор пилообразного нанряже5 ния и задающий генератор (2). Однако схема для управления переключающими транзисторами с.10жна и неэкономична, поскольку при построештп как задающего генератора, так и генератора пилообразного напряжения ис10 пользуется большое количество схем совпадения, дискретных резисторов и конденсаторов.

Целью изобретения является упрощение схемы устройства, а также улучшение характеристик преобразователя и ограничение мак15 симальной ширины импульсов модулятора.

Для этого в предлагаемом устройстве генератор пилообразного напряжения и задающий генератор совмсщены 11 выполнены на транзисторном мультивнбраторе с эмиттерным кон20 денсатором и дополнительной симметрией, причем вывод мультивибратора подключен к незаземленному полюсу источника электропитания через первый резистор, соединенный с другим входом комнаратора, первый вход ко25 торого и выход усилителя рассогласования через Один диод подключены к коллектору Одного из транзисторов мультпвибратора, эм1ггтер которого соединен со вторым резистором и входом синхронизации счетного триггера.

30 Коллектор указанного транзистора через тре576652 тий резистор соединен с незаземленным полюсом вспомогательного источника электропитания и через второй развязывающий диод— со средней точкой резистор ого делителя мультивибратора.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит мультивибратор 1 с эмиттерным конденсатором на транзисторах с дополнительной симметрией, соединенный с незаземленным полюсом источника 2 электропитания через резистор 3, к части которого подключен один вход компаратора 4. Другой вход компаратора 4 и выход усилителя 5 рассогласования через развязывающий диод б подключены к коллектору транзистора 7 мультивибратора 1, эмиттер которого соединен с разрядным резистором 8 и входом синхронизации счетного триггера 9. Выходы счетного триггера подключены к первым входам вентилей 10 и 11, ирц этом вторые входы этих вентилей соединены с выходом ком!гаратора 4.

К р о м с О го, KO J. !. ;TO p Tp 3 J I 3 I I C TO p 3 7 M ) it hT J lвибратора 1 соединен с выходом вспомогательного источши а 12 через резистор 13 и подключен через развязывающий диод 14 к средней точке делителя на резисторах 15 и 16.

Одновременно к средней точке делителя на резисторах 15 и 16 подключена база транзистора 17, коллектор которого соединен с базой транзистора 7 мультивибратора 1 и резистором 18.

Эмиттер транзистора 17 подключен к конденсатору 19 и зарядному резистору 20. При этом другие выводы конденсатора 19 разрядного резистора 8 и резистора 18 подключены к заземленному выводу вспомогательного источника 12 электропитания, а зарядный резистор 20 и резистор 16 подключены к резистору 3.

В начале рабочего хода генератора пилообразного напряжения конденсатор 19 заряжается от источника 2 питания через зарядный резистор 20 и резистор 3. При этом напря>J

20 через делитель на резисторах 15 и 16 подается на базу транзистора 17. Так как в начале цикла работы мультивибратора падение напряжения на зарядном резисторе 20 превышает напряжение на резисторе 16, то транзистор 17 заперт. При этом заперты и транзистор мультивибратора 17 и развязывающие диоды б и 14. Отпирается транзистор 17 тогда, когда напряжение на зарядном резисторе 20 становится меньше напряжения»а резисторе 16.

Поскольку выход транзистора 17 соединен со входом транзистора 7 мультивибратора, то процесс отпирания транзисторов протекает лавинообразно, мультивибратор опрокидывается, а конденсатор 19 быстро разряжается через насыщенные переходы транзисторов, разрядный резистор 8 и развязывающий диод 14, а также резистор 18. При этом импульс ца5

20 5

55 бО

05 прядения на разрядном резисторе 8 передним фронтом переключает счетный триггер 9.

Во время обратного хода генератора пилообразного напряжения из-за увеличения тока через резистор 16 напряжение на мультивибраторе с эмиттерным конденсатором на транзисторах с дополнительной симметрией падает, при этом база транзистора 7 мультивибратора в основном поддерживается за счет.разряда конденсатора 19. Поскольку коллекторный ток транзистора 7 мультивибратора в большей части определяется током через резистор 13, то после окончания разряда конденсатора 19 он выходит из режима насыщения. При этом транзистор 17 также выходит из режима насыщения и начинает запираться, чT0 снова приводит к опрокидыванию мультивибратора и возврату его в исходное состоя-!!ис

При заряде конденсатора 19 на резисторе 3 возникает Jtattp»>J

СР3В!!!!Вас!CSI С ВЫХОД!!Ь!М С!!Гllс!ЛОМ V С!! IJITP.,!и

5 рс!Осогласова!!!Пл. Первоначально JJ3ltpsli !!ие пилообразного сиг! ала меньше сигнала усил!пеля 5 рассогласования, поэтому «а выкодс компаратора 4 и па выходе одного из вснтилей есть сигнал управления. Как только напряжение пилообразного сигнала превысит напряжение аналогового сигнала, компаратор

4 переключается, а сигнал на его выходе и на выходах вентилей 10 и 11 становится равен нул!О.

Если, например, напряжение аналогового сигнала увеличивается, то соответственно увеличивается ширина импульса сигнала как на выходе компаратора 4, так и на выходе работающего в данный момент вентиля. Под действием сигналов с выходов счетного триггера

9 вентили 10 и 11 работают поочередно. В результате этого формируются модулированные по ширине и регулируемые по заднему фронту двухканальные сигналы управления переключающими транзисторами, сдвинутые друг относительно друга на 180 .

На время обратного хода генератора пилообразного напряжения транзистор 7 мультивибратора через развязывающий диод 6 блокирует как вход компаратора 4, так и подаваемый на него сигнал с усилителя 5 рассогласования. Поскольку при этом напряжение на части резистора 3 выше напряжения на развязывающем диоде 6, то сигнал на выходе компаратора 4 и на выходе вентилей 10 и 11 отсутствует. Когда транзистор мультивибратора 7 запирается, то развязывающий диод 6 (и развязывающий диод 14) под действием напряжения вспомогательного источника электропитания 12 также запирается, а на выходе компаратора и выходе одного из вентилей появляется сигнал.

Таким образом, в сигналах управления переключающими транзисторами формируется пауза, которая, с одной стороны, устраняет влияние на работу компаратора обратного хо576652 да генератора пилообразного напряжения, а с другой, — ограничивает ширину импульсов управления переключающими транзисторами.

Наличие паузы в сигналах управлени увеличивает устойчивость стабилизированного преобразователя напря>кения при малых токах нагрузки и увеличивает его надежность благодаря исключению явления перекрытия.

При изменениях напряжения источника электропитания частота работы задающего генератора предлагаемого устройства для управления переключающими транзисторами изменяется незначительно. В то же время амплигуда напря>кения пилообразного сигнала на выходе компаратора изменяется практически пропорционально напряжению источника питания. Благодаря этому повышается стабильность напряжения на выходе регулируемого преобразователя, при этом предлагаемая схема проще п экономичнес известной.

Формула изобретения

Устройство для управления переключающими транзисторами статического стабилизированного преобразователя с регулируемым выходным напряже!1ием, содержащее источпп1 электропитания с заземленным полюсом, к которому подключен один из выводов вспомогательного источника электропитания, подключаемые выходами к переключающим транзисторам преобразователя два вентиля, первые входы которых соединены с выходом счетного триггера, а вторые входы подключены к выходу компаратора на операционном усилителе, усилитель рассогласования, выход которого соединен с одним входом компаратора, а

35 вход служит для подключения к выходу стабилизированного преобразователя, генератор пилообразного напряжения и задающий генератор, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы устройства, а также улучшения характеристик преобразователя путем исключения влияния обратного хода генератора пилообразного напряжения на работу компаратора и ограничения максимальной ширины импульсов модулятора, генератор пилообразного напряжения и задающий генератор совмещены и выполнены на транзисторном мультивибраторе с эмиттерным конденсатором и дополнительной симметрией, причем вывод мульгивибраторов подключен к незаземленному полюсу источника электропитания через первый резистор, соединенный с другим входом компаратора, первый вход «оторого и выход усилителя рассогласования через один диод подключены к коллектору одного из транзисторов мультивпбратора, эмпттер которого соединен со вторым резистором и входом синхронизации счетного триггера, кроме того, коллектор указанного транзистора через третий резистор соединен с незаземленным полпосом вспомогательного источника электропитания и через второй развязывающий диод — со средней точкой резисторного делителя мультпвпбратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Александров Ф. H. Оптимизация транзисторного инвертора в низковольтном источнике питания, Электросвязь, 1972, Л% 7, с. 72 — 76.

2. Патент ФРГ Л" 1961705, кл. 21с 67/10, 1973.

576652

Составитель С. Горбачева

Техред И. Михайлова Корректор Л. Брахнина

Редактор Н. Коган

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2288/19 Изд. № 826 Тираж 917 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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