Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ((656162

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Сааетскми

Соцмалмстмиескмк

Реслублмк (61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 14.12.7В (21) 2429292/24- 7 с присоединением заявки № (5l) М. Кл.

Н 02 М Э/ЭЗ5 (23) Приоритет

Гасударствеинвй иемнтет

СССР

N делам изобретений и еткрмтий

Опубликовано05.04.79.Бюллетень Х.13

Дата опубликования описания 09.04.79 (53) УД вг1.э1в.

° 722. 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. А. Толмириди, N. А. Ягупов и H. E. Комраков (7 l) 3a я ви тель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение етносится к области электротехники и может быть использовано в качестве вторичного источника питания.

Известны стабилизированные преобразователи напряжения (1).

Наиболее близким из них к изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий силовой выпрямитель с фильтром, подключенный к вььходу усилителя мощности, выполненного по двухтактной трансформаторной схеме на транзисторах, база каждого из которых соединена через резисторы с вывода- ми обмотки управления и через диодыс выводами запираюшей обмотки, и широтно-импульсный модулятор, первый вход которого через цепь обратной связи соединен с выходом, а второй вход через формирователь пилообразного напряжения подключен к выходу задающего генератора (2).

Такой преобразователь имеет недостатки, приводящие к увеличению мощности, затрачиваемой для управления транзисторами усилителя мощности, что уменьшает КГЩ всего устройства.

Келью изобретения является увеличение КПД стабилизированного преобразователя.

Указанная -цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь дополнительно введены два предварительных усилителя, выполненных на транзисторах по двухтактной схеме с выходными трансформаторами, на которых размещены, соответственно, обмотка управления и запирающая обмотка, два селектора импульсов, содержашие по две с.хемы И, два делителя частоты и два инвертора, при этом выходы схем И первого и второго селекторов импульсов подключены к базам транзисторов соответствуюшкх предварительных усилителей, выход задак>шего генератора соединен со входом второго делителя частоты непосредствен656162 но, а со входом первого делителя частоты — через первый инвертор, выход широтно-импульсного модулятора подключен к первым входам схем И первого селектора импульсов непосредственно, а к пер вым входам схем И второго селектора импульсов — через второй инвертор, вторые входы схем И первого и второго селекторов импульсов подключены к выходам соответствующих делителей частоты, а цепи питания предварительных усилителей соединены с выходом введенного вспомогательного стабилизатора напряжения.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства;

; на фиг. 2 а, б - временные диаграммы работы устройства соответственно при меньшем и большем значениях выходного напряжения.

Стабилизированный преобразователь содержит силовой выпрямитель 1 и фильтр 2, подключенный к выходу усилителя мощности, выполненного по двухтактной трансформаторной схеме на транзисторах 3, 4, база каждого из которых соединена через резисторы 5, 6 с выходами обмотки 7, 8 управления и через диоды 9, 10 с выходами запирающей обмотки 11 ° 12, широтнэ-импульсный модулятор 13, первый вход которого через цепь обратной связи 14 соединен с выходом устройства, а второй вход. через формирователь пилообразного напряжения 15 подключен к выходу задаюmего гейератора 16, первый и второй предварительные усилители, выполненные на транзисторах 17, 18 и 19, 20 по двухтактной схеме с выходными транс» форматорами 21, 22,на которых раэмешены, соответственно обмотки управления 7, 8 и запирающая обмотка 11, 12, два селектора импульсов, содержащие по две 23, 24 и 25, 26 схемы И, выходы которых соединены cootsBTcTBeHHO с базами транзисторов 17, 18 и 19>

20 предварительных усилителей, два делителя частоты 27, 28, два инвертора 29, 30 и вспомогательный стабилизатор напряжения 31.

При подаче входного питающего напряжения задающий генератор 16 на-,„ чинает вырабатывать последовательность прямоугольных импульсов (U< на фиг. 2)

Эта последовательность инвертируется с помощью инвертора 29 и поступает на вход первого делителя частоты 27. С выходов делителя частоты 27 снимаются

З5 27, то на выходе каждой из схем И

23, 24 импульс, равный по длительноюти импульсу с выхода широтно-импульсного модулятора 13 будет появляться раэ за период частоты работы делителя частоты 27. Таким образом, на выходе каждой схемы И 23, 24 выделяются последовательности импульсов, сдвинутых по фазе на полпериода частоты работы делителя частоты 27 с длительностью, равной длительности выходных импульсов широтно-импульсного модулятора 13 и частотой, равной частоте работы делителя 27 (Ug и 02 на фиг. 2).

С выходов схем И 23, 24 импульсы

® поступают на базы транзисторов 17, 18 первого предварительного усилителя, поочередно открывая их на время, определяемое длительностью импульса с выхода широтно-импульсного модулятора

55 13, На обмотках трансформатора 21 будет формироваться двухполярное прямо угольное напряжение с паузой "на нуле (0 на фиг. 2) ° Снимаемое со вто5

30 !

30 прямая и инверсная последовательность прямоугольных импульсов с частотой в два раза меньшей частоты работы задающего генератора 16 (Ц на фиг.2).

Из прямоугольного напряжения, генерируеМого задающим генератором 16 с помощью формирователя пилообразного напряжения 15, получают симметричное пилообразное напряжение (U на фиг. 2) с частотой, равной частоте работы задающего генератора 16. Это напряжение поступает на вход широтно-импульсного модулятора 13. Широтно-импульсный модулятор 13 преобразовывает постоянное выходное напряжение, поступающее на другой вход по цепи обратной связи

14, в импульсы, длительность которых обратно пропорциональна величине выходного напряжения, а частота равна частоте работы задающего генератора 16 (U<> на фиг 2). С выхода широтно им пульсного модулятора 13 напряжение подается на первые входы схем И 23, 24 первого селектора импульсов На вторые входы схем И 23, 24 подается напряжение с выходов первого делителя частоты 27 Импульс с выхода широтноимпульсного модулятора 13 проходит на выход той схемы И, на втором входе которой присутствует импульс с выхода делителя частоты 27. Так как час» тота работы широтно-импульсного модулятора 13 в два раза больше частоты выходных импульсов делителя частоты

656162

35 ричной обмотки управления 7, 8 напряжение используется для отпирания транзисторов 3, 4 усилителя мощности.

Изменение выходного напряжения, подаваемое по цепи обратной связи 14, 3 отрабатывается широтно-импульсным модулятором 13, который изменяет длитель ность формируемого импульса так, чтобы среднее значение выходного напряжения оставалось постоянным. Аналогично пер 10 вому работает второй селектор импульсов, содержащий две схемы И 25, 26.

Здесь происходит сложение импульсов, поступающих с выхода широтно-импуль сного модулятора 13 через инвертор 30 (03> на фиг. 2) с прямой и инверсной последовательностью импульсов, поступаюших с выходов второго делителя частоты 28.

Запуск второго делителя частоты 28 осушествляется импульсами напряжения, поступающего непосредственно с выхода задающего генератора 16. В связи с тем, что запуск делителей частоты 27, 28 осуществляется одноименными фронтами, а между выходом задающего генератора 16 и входом первого делителя частоты 27 включен инвертор 29, то последовательность импульсов с выходов второго делителя частоты 28 будет сдвинута по фазе относительно импульсов с выходов делителя частоты 27 на пол« периода частоты работы задающего генератора 16 (028 на фиг. 2). витим достигается то, что задний фронт импульсов с выходов схем И 23, 24 и передний фронт импульсов с выходов схем И 25, 26 формируются одновременно (Ц2, Цйе на фиг. 2) Импульсы с выходов схем И 25, 26 поступаке

40 на базы транзисторов 19, 20, открывая их на время длительности импульса.

На обмотках трансформатора 22 также будет формироваться двухполярное прямоугольное напряжение с паузой на нуP

4$ ле (02 на фиг. 2) инверсное по сравнению с напряжением на обмотках траноформатора 21. Снимаемое со вторичных полуобмоток 11, 12 трансформатора 22 напряжение через диоды 9, 10 поступает на базы транзисторов 3, 4 и используется для их формированного эапирания.

Так как на входы схем И 25, 26 напряжение с выхода широтно-импульсного модулятора 13 поступает через инвертор 30, то при увеличении входного напряжения длительность импульсов напряжения на обмотках трансформатора

21 будет уменьшаться, а на обмотках трансформатора 22 будет увеличиваться.

Благодаря этому в устройстве осуществляется одновременная модуляция отпирающего и запирающего напряжения. Это приводит к тому, что в момент формирования запирающего на ряжения транзисторы 17, 18 эакрьггы, и напряжение на управляющих полуебмотках 7, 8 равно нулю. Благодаря этому исключаются потери мощности, связанные с одновременной работой двух последовательно включенных ЭДС, наводимых на вторичных обмотках трансформаторов

21 22 на сопротивлении 5 и 6 в цепи базы транзисторов 3, 4 усилителя мощности, и через сопротивление 5 или 6 протекает незначительный ток, равный току, холостого хода одной из полуобмоток 7, 8 трансформатора 21. Кроме того, уменьшаются потери мощности, затрачиваемой на компенсацию встречных токов. Отсутствие ключа широтно-им» пульсного модулятора, включенного между средней точкой запрещающей обмотки и обшей точкой эмиттеров транзисторов усилителя мощности, позволяет при том же коммутируемом токе снизить напряжение на запирающей обмотке, что приводит к соответствующему уменьшению затрачиваемой мощности.

Питание предварительных усилителей от вспомогательного стабилизатора на пряжения приводит к тому, что при увеличении входного напряжения мошность, затрачиваемая на управление транзисторами усилителя мощности, не увеличивается так как амплитуда импульсов напряжения на управляющей и запирающей обмотках не возрастает, а длительность импульса тока базы уменьшается, что приводит к уменьшению среднего тока, потребляемого от вспомогательного стабилизатора напряжения

Мощность при подаче запрешаюшего напряжения затрачивается только на время рассасывания избыточных носителей в базе, которое составляет незначительную часть периода.

Все эти преимушества ведут к умень шению мощности, затрачиваемой на управление транзисторами усилителя мошности, а следовательно, к увеличению КПД всего устройства, что выгодно отличает предлагаемый преобразователь от прототипаа.

6561

Ф ормул а из обрат ения

Стабилизированный преобразователь постоянного на11ряжения В постоянное содержаший силовой вьп рямитель с фильтром, подключенный к выходу- усилителя мэшнэстир выполненного пэ дв и тактной трансформаторной схеме на транзисторах, база каждого из которых соединена через резистэры с выводами обмотки управления и через диоды — с выводами запираюгцей эбмотки, и широтно= импульсный мэдулятор, первый вход которого через цепь обратной связи ñîåдинен с выходом, а второй вход через фэрмирователь пилообразнэгэ напряжения подключен к выходу задмэщего генератора, этлнчаюшийся тем, что, с целью повышения КПД, дэнолнительнэ введены два предварительных усилителя, выполненных на транзисторах пэ двухтактной схеме с выходными трансформатэрами, на кэтэрых размели ны соответственно обмэтка управления и запираюшая обмотка, два селектора импульсов, сэдержакпие по две схемы И, два делителя частоты и два инвертора, 62 Я прй этом выходы схем И первого и вторэгэ селектэрэв импульсов подключены к базам транзисторов соответствующих предварительных усилителей, выход задаюшего генератора сэединен сэ входом втэрогэ делителя частоты непосредственно, а со входом первого делителя частоты — через первый инвертор, выход широтно-импульсного мэдулятора подключен к первым входам схем И первого селектора импульсов непэсредственно, а к первым входам схем И второго селектора импульсов — через второй инвертор, вторые .входы схем И первого и второго селекторов импульсов подключены к выходам соэтветствуюших делителей частэты, а цепи питания предварительных усилителей соединены с выходом введенного вспомогательного стабилизатора н апряж е н ия.

Истэчники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

K 479101, 9 05 Р 1/64, 1973.

2. Авторское свидетельствэ СССР № 491 941, Cj 05 Р 1/64, 1974.

656162

699 и» 9 и„

Un Раг. 2

Составитель В. Круглова

Редактор В Фельдман Техред . Э, Чужик Корректор Д. Мельниченко

Заказ 1543/45

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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