Стабилизированный источник постоянного напряжения

Патент 657545

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВМ (6l) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 24.12.76(21) 2432938/24-07 с присоединением заявки % (23) Приоритет

Опубликовано15.04.79.Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 18. 04. 79

Союз Советско»

Соцмалыстмчесют»

Ресяублмк

2 (51) М. Кл.

Н 02 M 3/335

С 05 Р 1/64

Гееудврст»»»»вй»вы»тет

СССР и д»лам»а»брет»»»» я ет»рыт»» (53) УДК 621.316. .722. 1(088. 8) (72) Авторы изобретения

Е. А. Кривешко н Н. Б. Марченко (7l) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразования, регулирования и стабилизации напряжения и может быть использовано в источниках электропитания радиоаппаратуры.

Известны стабилизированные источники постоянного напряжения flj,(2$.

Наиболее близким по технической сушности к преплагаемому изобретению является стабилизированный источник постоянного напряжения, содержвший соединенный !В с входными выводами запаюший генератор, генератор пилообразного напряжения с выпрямителем, входной диагональю соединенным с выходом эвдаюшего генератора, а одним иэ выводов выходной диагонали - т> с одним из входов широтно-импульсного модулятора, с выходом которого соединен вход конвертора, вторичная обмотка выходного трансформатора которого. с подключенными к ней выпрямителем и филь 2В ром соединена с выходными выводами, к которым подключен вход узла выделения сигнала ошибки, выхопом соединенный с другим вхопом широтно-импульсного модулятора f2)

Одним из основных недостатков известного источника является возникновение постоянной составляюшей тока в первичной обмотке выходного трансформатора конвертора иэ-эа неидентичности параметров силовых транзисторов конвертора, выпрямительных диодов, обмоток трансформатора, управляющих импульсов по полупериодам.

Этот недостаток особенно проявляется нв довышенных рабочих частотах, на повышенном напряжении питания и при использовании сердечника трансформатора из материала, обладвюшего высокой прямоугольностью петли гистерезиса.

При этом не только лапает КПД источника, но и понижается его надежность, твк как создаются условия для вторичного пробоя транзисторов конвертора, В момент, когда в результате попмагннчиввння сердечник выходного трансформатора входит в режим насышения, ток коллектора силовых транзисторов конвертора практически ограничивается только активным сопротивлением обмотки трансформатора.

При этом форма тока в первичной обмотке трансформатора и через коллектор сило- ч вого транзистора будет avert выброс тока в конце одного из полупериодов. В момент резкого увеличения тока коллектора нарушается условие насышения транзистора, r.e. 16 кд 1ЬЭ где1 A вЂ” - амплитуда тока коллектора;

1 - rom 6am t;

3 « коэффициент усиления по току

15 транзистора в схеме с обшим эмиттером.

Силовой транзистор выходит иэ насышения, е это приводит к рассеиванию больших мгновенных мошностей на транзисто20 ре и к выходу последнего из строя.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, т.е. повышение КПД и надежности источника путем исключения подмагничивания выходного трансформатора конвертора.

Указанная цель достигается.тем, что .1 в предлагаемом устройстве к входной диагонали выпрямителя генератора пилообразного напряжения подключена дополнительно введенная последовательная цепочка иэ резистора и управляемого генератора тока, обшая точка которых соединена с другим выводом выходной диагонали указанного выпрямителя, а вход управляемого генератора тока подключен к выходу дополнительно введенного разностиого амплитудного детектора конвертора, входом соединенного с выходной обмоткой дополнительно введенного трансформатора тока, первичная обмотка которого соединена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора кон вертора, причем управляемый генератор тока может быть выполнен в виде эмит

4Я герного повторителя.

На фиг. 1 представлена принципиальная блок-схема источника; на фиг. 2 показана развернутая схема генератора пилообразного напряжения; на фи"г. 3 - диаИ граммы, поясняюшие работу схемы.

Источник состоит из эадаюшего генератора 1, соединенного выходом с генератором 2 пилообразного напряжения, который соединен с одним иэ входов широтно-импульсного модулятора 3, выход

И которого соединен со входом конвертора

Ф, вторичная обмотка выходного трансформатора 5 которого через выпрямитель

6 и фильтр 7 соединена с выходными выводами, к которым подключена нагрузка

8, К выходным выводам подключен узел

9 выделения сигнала ошибки, выходом соединенный с другим входом широтноимпульсного модулятора 3. В цепь первичной обмотки выходного трансформатора конвертора 5 включена первичная обмотка трансформатора тока 10, к выход ной обмотке которого подключен разност но-амплитудный детектор 11, соединен\ ный со входом управляемого генератора тока 12, например на эмиттерном повторителе с транзистором 13 и резистором

14, который через резистор 15 соединен с выпрямителем 16< генератора 2 пилообразного напряжения. Резистор 17 эквивалентен входному сопротивлению модулятора.

Автоматическая компенсация подмагничивания сердечника выходного трансформатора конвертора осушествляется следую- шим образо 4.

Если длительности полуперчодов входного напряжения0, будут одинаковы (фиг. 3, а) .а диоды выпрямителя 16 идентичны, напряжение на резисторе 17 будет иметь форму пилообразных импульсов с одинаковой длительностью и углом наклона пологой части (фиг. 3, б).

Если эашунтировать один диод, например 18, резистором 15, то при формировании очередного импульса (открь.ты диоды 19 и 20) перезаряд конденсатора

21 генератора 2 пилообразного напряжения будет происходить не только через резистор 15, но и через резистор 17, т.е. постоянная времени цепи переэаряда станет меньше, при этом длительность импульса напряжения на резисторе 17 уменьшится. В следуюший полупериод, когда будут. открыты диоды 18, 22, резистор 15 влиять на длительность выходного импульса не будет, так как он будет эашунтирован открытым диодом 18. Таким образом, напряжение на резисторе

17 будет иметь форму пилообразных импульсов с чередуюшейся длительностью (фиг. 3, в).

Если при этом зашунтировать диод

19 резистором 23, то в зависимости от величины последнего длительность импульса,соответствуюшего открытым диодам

18 и 22, может быть меньше или больше длительности импульса, соответствующего открытым диодам 20 и .19, .

Роль резистора 23 в схеме (фиг. 1) выполняет эмиттерный повторитель (гран«

657 545 эистор 13, резистор 14), эквивалентное сопротивление которого можно регулировать, изменяя входное напряжение амиттерного повторителя. Так как вход управляемого генератора тока 12 (амиттерного повторителя) связан с выходом разностно-амплитудного детектора 11, то в зависимости от соотношения амплитуд тока в первичной об мотке выходного трансформатора 5 в каж-3О дый иэ полупериодов будет изменяться и соотношение длительностей импульсов на входе широтно-импульсного модулятора 3, и,как следствие, на первичной обмотке указанного трансформатора. Таким образом, при соответствующей фазировке обмоток трансформаторов устройства в источнике будет образована цепь отрицатель« ной обратной связи, стабилизирующая равенство амплитуд токов в первичной обмотке трансформатора в каждьrA из полупериодов, эа счет изменения соотношения между длительностями импульсов напряжения„прикладываемых к первичной обмотке выходного трансформатора 5 в смежные полупериоды.

Таким образом, наряду с сохранением гальванического разделения входных и выходных цепей и стабилизации выходного напряжения непосредственно на клеммах нагрузки будет осуществляться автоматическая компенсация подмагничивания в сердечнике выходного трансформатора.

Формула изобретения

1. Стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий соединенный с входными выводами задающий генератор, генератор пилообразного напряжения с выпрямителем, входной диагональю соединенный с выходом задающего генератора, а одним из выводов выходной диагонали вЂ” с одним из входов широтноимпульсного модулятора, с выходом которого соединен вход конвертора, вторичная обмотка выходного трансформатора которого с подключенными к ней выпрямителем и фильтром соединена с выходными выводами, к которым подключен вход узла выделения сигнала ошибки, выходом соединенный с другим входом широтно-импульсного модулятора, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повышения

KITQ и надежности путем исключения подмагничивания выходного трансформатора конвертора, к входной диагонали выпрямителя генератора пилообразного напряжения подключена дополнительно введенная последовательная цепочка иэ резистора и управляемого генератора тока, общая точка которых соединена с другим выводом выходной диагонали указанного выпрямителя, а вход управляемого генератора тока подключен к выходу дополнительно введенного раэностного амплитудного детектора конвертора входом соединенного с выходной обмоткой дополнительно введенного трансформатора тока, первичная обмотка которого соединена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора конвертора.

2. Стабилизированный источник по и. 1,отличающийся тем, что управляемый генератор тока выполнен в виде эмиттерного повторителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Натент ФРГ ¹ 2264178, кл. Н 02 P 13/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 552277880088, кл. Н 02 М 3/335, 1973.

Уиг, 1 у <еор

Составитель В. Круглова

Редактор Д. Зубов Техред О. Андрейко Корректор Г. Назарова

Заказ 1818/54 Тираж 856 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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