Преобразователь постоянного напряжения

Преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-Ф| %Рф ффф

"Я ;Л. Ь, . р

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соеэ Соаетских

Социалистических

Республик

<>773609

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву-. (22) Заявлено 09. 01. 79 (21) 2709800/24-07 с присоединением заявки ¹â€”

<з )м. к.

G 05 F 1/64

Н 02 И 7/537

Государственный комитет

СССР по делам изобретений. и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 231080.Бюллетень ¹ 39 (53) УДК 621.314. .57(088.8) Дата опубликования описания 25. 10. 80 (72) Авторы изобретения

С. И. PeMopos и В. A. Данилов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯ>КЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.

Известны устройства, содержащие задающий генератор, один из выводов которого подключен к счетному входу триггера, при этом парафазные выходы названного триггера подключены к паре логических элементов И-НЕ, управляю- 0 щих двумя каскадами согласующих транзисторов и транзисторов усилителя мощности, служащих для переключения первичных обмоток силового трансформатора, и схему управления (1) и 15

pjНедостаток устройств — отсутствие защиты транзисторов усилителя мощности от перегрузок и коротких замыканий. 20

Известен также преобразователь напряжения, который содержит задающий генератор, управляющий счетным триггером, парафазные выходы которогс через пару логических элементов 25

И-НЕ и соответствующие согласующие устройства подключены к управляющим входам тр= нзисторов усилителей мощности, служащих для переключения первичных обмоток силового трансфор- 30 матора преобразователя, каскад за-, щиты, состоящий из двух каналов, включающих в себя датчики токов

I транзисторов усилителей мощности, компараторы, состоящие из двухкаскадных усилителей тока и несимметричные Д-триггеры, выходы которых подключены ко вторым входам упомянутой пары логических элементов И-HE причем один нз входов Д-триггеров подключен к выходу. одного из ком-i параторов, а другой — к одному из выходов упомянутого счетного триггера (З .

Недостатком преобразователя является то, что порог срабатывания каскада защиты, определяемый напряжением на переходе эмиттер база входного транзистора компаратора изменяется с изменением температуры окружающей среды в диапазоне от -60о до +125 C более, чем на 100%, что снижает стабильность порога срабатывания. Кроме тогс наличие двух каналов защиты существенно усложняет схему преобразователя напряжения и требует дополкительного потребления электроэнергии.

773609

Цель изобретения — упрощение, повышение КПД и стабильности каскада защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средним выводом, задающий генератор, связанный со счетным триггером, парафазные выходы которого через пару логических элементов И-НЕ и соответствующие согласующие каскады соединены с управляющими входами переключающих транзисторов усилителя мощности, одни из одноименных силовых выводов которых подключены к крайним выводам трансформатора, а другие — к общему выводу источника электропитания через датчик тока, связанный с каскадом защиты, подключенным к дополнительному источнику электропи, тания, при этом вторые входы элементов И-HE связаны с выходом несимметричного Д-триггера, введены два делителя напряжения и инвертор. К средней точке делителя, состоящего из последовательно соединенных резистора и диода, и подключенного между выводами дополнительного диода и силовыми выводами транзистора, связанных с датчиком тока, подключены базы входных транзисторов каскада защиты, эмиттер которого подключен к средней точке второго резистивного делителя, подключенного к дополнительному источнику, а выходной вывод каскада защиты подключен через инвертор к входу Д-триггера, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора. Упомянутые roraacymqze каскады выполнены по схеме транзисторного инвертора, вход которого подключен через токоограничительные резисторы к выходам логических элементов И-НЕ, а выход к базам силовых транзисторов. Переключающий транзистор выполнен в ви де составного, причем эмиттеры силового транзистора подключены к крайним выводам силового трансформатора, а их базы — к коллекторам управляющих транзисторов другого типа проводимости, эмиттеры которых соединены с общим выводом источников электропитания.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Преобразователь постоянного напря жения содержит задающий генератор 1, управляющий счетным триггером 2 и несимметричным Д-триггером 3, пару логических элементов И-НЕ 4 и 5, одни входы которых подключены к парофазным выходам счетного триггера, а выходы через ограничивающие резисторы 6 и 7 соединены со входами согласующих каскадов на транзисторах

8 и 9 типа р-п-р, эмиттеры которых через токозадающие резисторы 10 и оы мой дополнительного источника электропитания, а коллекторы через нагрузочные сопротивления" 12 и 13 с общим выводом источников электропитания и непосредственно со входами составных переключающих транзисторов усилителя мощности, содержащих управляющие транзисторы 14 и 15 типа п-р-п, змиттеры которых соединены с общим выводом источников питания, коллекторы — с базами силовых транзисторов 16 и 17 типа р-п-р, эмиттеры которых соединены

15 с крайними выводами первичной обмотки трансформатора 18, а коллекторы через резистивный датчик тока

19 — к общему выводу источника питания. Средняя точка делителя напряжения, содержащего последовательно соединенные резистор 20, подключенный к выводу дополнительного источника, и диод 21, подключенный в направлении протекания тока к коллекторам силовых. транзисторов, подключена к базе входного транзистора

22 каскада защиты, а е:о эмиттер к средней точке делителя напряжения на резисторах 23 и 24, подключенного к выводам дополнительного источника.

Коллектор выходного транзистора 25 каскада защиты через инвертор

26 подключен ко второму входу Д-триггера 3, а его выход — ко вторым входам логических элементов И-НЕ.

Работает преобразователь постояного напряжения следующим образом.

Импульсы с выхода задающего генератора 1 подаются на счетный вход триггера 2, " выходов которого пара40 фазные последовательности импульсов через схемы И-HE 4 и 5, резисторы 6 и и согласующие транзисторы 8 и 9 подаются на входы транзисторов 14-17 усилителя мощности, которые поочередно коммутируют первичные обмотки трансформатора 18 преобразователя.

В результате этого на выходе трансформатора генерируются прямоугольные импульсы, частота которых в два раза меньше частоты задающего генератора 1. Сигналом с выхода задающего генератора 1 управляется и несимметричный Д-триггер 3, с выхода которого при отсутствии перегрузки снимается логическая единица, не влияющая на работу логических элементов

И-НЕ.

Защита от перегрузки по току обеспечивается пороговой схемой преобразователя тока; протекающего через сибО ловые транзисторы 16 и 17, преобразователя во временной интервал. Сигнал с датчика тока 19 через термокомпенсирующий диод 21 подается на входной транзистор 22 каскада защиты, g5 опорное запирающее напряжение которо773609

Формула изобретения

2. Авторское свидетельство СССР

1. Преобразователь постоянного 9 479101, кл. G 05 F 1/64, 1975. напряжения, содержащий силовой транс- 65 3. Дудников В.П. и др . Унифиго задается делителем напряжения на резистора;- 23 и 24.

В случае пр вышения тока через силовые транзисторы 16 и 17 порогового значения на выходе двухкаскадного усилителя постоянного тока на транзисторах 22 и 25 формируется импульс, который инвертируясь, переключает Д-триггер 3 в состояние, соответствующее на его выходе логическому нулю. В результате на выходах логической пары элементов

И-НЕ 4 и 5 формируются логические единицы, и транзисторы 14-17 усилителя мощности запираются, и обеспечивается надежная их защита от токовых перегрузок.

Таким образом, с момента возникновения перезгрузки до конца периода задающего генератора 1 осуществляется отключение транзисторов

14-17 усилителя мощности от источника аварийной ситуации.

При наличии очередного импульса с задающего генератора Д-триггер 3 снова перебрасывается в исходное состояние, при котором |а его выходе формируется логическая единица, причем, если перегрузка носит длительный характер, то усилитель мощности будет включен лишь на время, определяемое скоростью нарастания тока перегрузки до порогового значения. При снятии же перегрузки схема преобразователя напряжения автоматически возвращается в исходное состояние.

Таким образом, наличие компенсирующего диода на входе транзистора каскада защиты позволяет с помощью подбора резистора обеспечить нулевой температурный коэффициент напряжения каскада защиты, причем порог срабатывания каскада защиты зависит лишь от колебаний напряжения дополнительного источника электропитания, служащего одновременно для питания логических микросхем, величина которого не превышает + 5Ъ.

Кроме того, наличие одного канала защиты при выполнении тех же функций, что и схема известного, значительно упрошает схему и делает ее более надежной.

И, наконец, включение резистивного датчика тока в коллекторную цепь двухсоставного транзистора усилителя мощности не приводит к дополнительным по. терям электроэнергии в каскаде усилителя мощности, но на порядок снижает потребление ее в согласующем каскаде, что дополнительно увеличивает КПД преобразователя постоянного напряжения. форматор, первичная обмотка которого выполнена со средним выводом, задающий генератор, связанный со счетным триггером, парафазные выходы ко торого через пару логических элементов И-НЕ и соответствующие согласующие выходы соединены с управляющими входами переключающих транзисторов усилителя мощности, одни из одноименных силовых выводов которых подключены к крайним выводам

10 трансформатора, а другие — к общему выводу источника электропитания через датчик тока, связанный с каскадом защиты, подключенным к дополнительному источнику электропитания, 1$ при этом вторые входы элементов И-НЕ связаны с выходом несимметричного

Д-триггера, отличающийся тем, что, с целью упрощения повышения КПД и стабильности каскада за2О щиты, в каскад защиты дополнительно введены инвертор и два делителя напряжения, к средней точке одного из которых, состоящему из последователь-. но связанных резистора и диода и подключенного между выводом дополнительного источника и силовыми выводами транзисторов, связанных с датчиком тока, подключена база входного транзистора каскада защиты, эмиттер кото рого подключен к средней точке второго резистивного делителя, подключенного к дополнительному источнику, а выходной вывод каскада защиты подключен через инвертор к входу Д-триггера, второй вход которого подключен

35 к выходу задающего генератора.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что упомянутые согласующие каскады выполнены по схеме транзисторного инвертор

4О вход которого подключен через токоограничительные резисторы к выходам логических элементов И-НЕ, а выход к базам силовых транзисторов.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, переключающий транзистор выполнен в виде составного

У причем эмиттеры силового транзистора подключены к крайним выводам си4 лового трансформатора, а их базы к коллекторам управляющих тран".исторов другого типа проводимости эмиттеры которых соединены с общим выводом источников электропитания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Плешко В.В:"табилизированный преобразователь напряжения. "Обмен

Щ опытом в радиопромышленности", 9 5, 1976, с. 43-44.

Ймх

Составитель И. Никитин

Ре акто H. Горват Техредт Маточка КорректорН. Г иго ук р

Заказ 7505 62 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35 Раушская наб.

Филиал ППП Патент,.г. Ужгород, ул. Про д. 4 5 ектная, 4 цированная многокристальная микросборка функционального узла управле- ния преобразователями напряжения.-Тех ника средств связи, серия ОГ. Стандартизация, качество метрология, 1977, с ° 112-119.