Стабилизированный конвертор

Стабилизированный конвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 300579 (2!) 2772604/24-07

Союз Советских

Социалистических

Республик (Ж17.9

Ф !

1 (51)М. Кл. с присоединением заявки йо

Н 02 М 3/335

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР но.делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК621. 314.

° 57 (088. 8) Опубликовано 30.03.81. бюллетень Мо 12

Дата опубликования описания 3003,81 (72) Авторы изобретения

В. В. Захаров, А, Ф. Сукач и Г. С. Найвельт (7!) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР

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

Известны стабилизированные конверторы, используемые для стабилизации постоянного напряжения на нагрузке (1) и (2).

Наиболее блиэким к предлагаемому по технической сущности является стабилизированный конвертор, содержащий входной фильтр, транзисторный инвертор, силовой трансформатор, выходной выпрямитель с выходным фильтром и узел управления, включающий в себя широтно-импульсный модулятор с выходным управляющим трансформатором, компаратор широтно-импульсной модуляции, на неинвертирующий вход которого подключены выход усилителя обратной: связи и генератор треугольного напряжения, а на инвертирующий вход — средняя тачка резистивного делителя напряжения, подключенного к выходу выпрямителя вспомогательного питания, вход которого подключен к обмотке трансформатора развязки задающего генератора с двумя выходными транзисторами, причем задающий генератор подключен к входному фильтру через вспомогательный стабилизатор (3 J.

Недостатками известного устройства являются сравнительно громоздкие габариты фильтра на большой частоте преобразования и низкое качество стабилизации выходного напряжения при быстром изменении входного.

Цель изобретения — повышение качества стабилизации выходного напряжения и улучшение весогабаритных характеристик..и частотных свойств конвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный конвертор, содержащий входной фильтр, подключенный ко- входу инвертора с выходным силовым трансформатором, выходной выпрямитель с фильтром и узел управления, включающий в себя широтноимпульсный модулятор с выходным управляющим трансформатором, выходная обмотка которого подключена к инвертору, компаратор, выход которого подключен к модулятору, его неинвертирующий вход к выходам усилителя обратной связи и генератора треугольного напряжения, а инвертирующий вход— к средней точке резистивного делителя напряжения, подключенного к !

817913 чающий в себя широтно-импульсный модулятор б с выходным управляющим трансформатором 7, выходная обмотка которого подключена к инвертору, компаратор 8, выход которого подключен к модулятору, неинввртирующий вход — к выходу усилителя 9 обратной связи % генератора 10 трвуголь60 входным выводам модулятора и к выходу выпрямителя вспомогательного питания, выполненного по двухполупериодной схеме со средней точкой выходной обмотки трансформатора развязки задающего генератора, первичная обмотка которого выполнена с отводом ат средней точки и подключена крайними выводами к коллекторам двух выходных транзисторов, причем задающий генератор подключен к входному фильтру через вспомогательный стабилизатор, введен смесительный трансформатор, крайние выводы первичной обмотки которого через дополнительно введенные диоды подключены к коллекторам упомянутых выходных тран- 15 зисторов задающего генератора, ев средний вывод подключен ко входу . упомянутого вспомогательного стабилизатора, а выходная обмотка подключена ко входу вновь введенного детек- 20 тирующего выпрямителя, выход которого подключен параллельно выходу выпрямителя вспомогательного питания через дополнительно введенный резистивный делитель подгрузки, средняя точка которого через вновь введенный конденсатор подключена к инввртирующему входу упомянутого компаратора.

Кроме того, генератор треугольного напряжения узла управления. выполнен на двух интегрирующих RC-цепочках, резистивный вход которых подключен к крайним выводам выходной обмотки упомянутого трансформатора развязки задающего генератора, 3S их средние точки через встречно включенные диоды подключены к выходному резистору, при этом точка соединения последних образует выходной вывод генератора, а конденсаторные входы 40 цепочек соединены с другим выводом выходного резистора и общей точкой соединения диодов упомянутого выпрямителя вспомогательного питания, причем выходной вывод генератора подключен к выходу усилителя обратной связи через дополнительный конденсатор связи.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - вариант исполнения схемы генератора треугольного напряжения.

Стабилизированный конвертор содвржит входной выпрямитель 1, подклк ченный ко входу инвертора 2 с выходным трансформатором 3 и выходным выпрямителем 4, узел 5 управления, вклюного напряжения, а инвертирующий вход подключен к средней точке делителя напряжения на резисторах 11 и 12, подключенного к выходу выпрямителя 13 вспомогательного питания, выполненного по двухполупвриодной схеме на.диодах 14 и 15, подключенных к крайним выводам вторичной обмотки 16 трансформатора 17 развязки задающего генератора 18, при этом средний вывод этой обмотки образует один выходной вывод выпрямителя, а точки соединения диодов — другой выходной выход.

Вадающий генератор 18 выполнен на двух выходных Транзисторах 19 и

20, коллекторы которых подключены к крайним выводам первичной обмотки

21 трансформатора 17 задающего генератора, при этом последний подключен к входному фильтру через вспомогательный стабилизатор 22, смесительный трансформатор 23, крайние выводы первичной обмотки 24 которого через диоды 25 и 26 подключены к коллекторам выходных транзисторов задающего генератора. Выходная обмотка 27 указанного смесительного трансформатора подключена ко входу детектирующего выпрямителя 28, выход которого подключен параллельно выходу выпрямителя 13 вспомогательного питания через делитель подгрузки на резисторах 29 и 30, средняя точка последнего через конденсатор 31 подключена к инвертирующему входу компаратора 8.

Генератор треугольного напряжения выполнен на двух интегрирующих RC-цепочках на резисторах 32 и 33 и конденсаторах 34 и 35, средние точки этих цепочек через встречно включенные диоды 36 и 37 подключены к выходному резистору 38, при этом точка соединения последних образует выходной вывод 39 генератора треугольного напряжения, который через конденсатор

40 подключен к выходу усилителя 9 обратной связи, при этом резистивные входы RC-цепочек подключены к крайним выводам вторичной обмотки 16 трансформатора 17 развязки задающего генератора 18, а конденсаторные входы RC — цепочек соединены с точкой соединения диодов 14 и 15 выпрямителя 13 вспомогательного питания, а средний вывод первичной обмотки

21 трансформатора 17 развязки задающего генератора 18 подключен ко входу вспомогательного стабилизатора 22.

Стабилизированный конвертор работает следующим образом.

При подаче входного напряжения питания начинает работать задающий генератор 18, через выходные транзисторы 19 и 20 которого выходное напряжение вспомогательного стабилизатора

22 прикладывается к одной из полуоб817913 входного напряжения передаются через разделительный конденсатор 31 на инвертирующий вход компаратора 8 широтно-импульсной модуляции с резистивным делителем 11 и 12 входного напряжения питания узла 5 управления. B результате компаратор 8 широтно импульсной модуляции сравни вает напряжение сигналов быстроизменяющихся скачков входного напряжения и напряжения резистивного делителя 11 и 12 узла управления на инвертирующем входе с усиленным напряжением рассогласования усилителя 9 обратной связи и сигналом генератора 10 треугольного напряжения на неинвертирующем входе, а также управляет широтно-импульсным модулятором 6 с выходным управляющим трансформатором 7 таким образом, что транзисторный инвертор 2 отрабатывает быстроизменяющиеся скачки входного напряжения. При этом, преобразуя электрическую энергию входного напряжения на большой частоте преобразования через силовой трансформатор 3 и выходной выпрямитель 4 с фильтром в электрическую энергию выходного напряжения, стабилизированный преобразователь значительно улучшает тем сажам ее электрические параметры. В частности значительно уменьшаются амплитуды откликов в выходном напряжении на быстроизмвняющиеся скачки входного напряжения и уменьшаются номиналы индуктивностей дросселей и емкостей конденсаторов входного 1 и выходного 4 фильтров вследствие повышения быстродействия узла 5 управления и переложения сгла живанщих функций фильтров на стабилизированный конвертор.

Применение изобретения позволяет значительно уменьшить по сравнению с известными решениями амплитуды откликов в выходном напряжении на быстроизменяющиеся скачки входного напряжения, поднять частоту преобразования, уменьшить объем и вес входных и выходных фильтров.

Формула изобретения моток первичной обмотки 21 трансформатора 17 развязки, а на его выходной обмотке 16 появляется напряжение прямоугольной формЫ, которое используется после выпрямления диодами 14 и 15 выпрямителя 13 вспомогательного питания для питания узла широтно-импульсного модулятора 6 с выходным трансформатором 7, компаратора 8 и усилителя 9 обратной связи. Одновременно генератор двойной частоты, выполненный на двух интегрирующих

RC-цепочках 32, 34 и 33, 35 выраба,тывает на общем выходном выводе 39 сигнал треугольной форма, который через конденсатор 40 связи подается на неинвертирующий вход компаратора 8, на который подается сигнал с усилителя 9 обратной связи. На инвертирующий вход компаратора подается напряжение с резистивного делителя напряжения 11 и 12. На входном 2О трансформаторе 7 широтно-импульсного модулятора 6 вырабатываются управляющие импульсы (меандр с регулируемой паузой), которые управляют работой транзисторного инвертора 2 таким 25 образом, что каждому изменению входного напряжения соответствует своя длительность управляющих импульсов., что и обеспечивает стабилизацию выпрямленного напряжения на выходных .выводах устройства. При этом генератор двойной частоты напряжения треугольной формы обеспечивает короткие длительности фронтов .управляющих импульсов, что в свою очередь, обеспечивает работу устройства

35 .на повышенных частотах.

При появлении во входном напряжении быстроизменяющихся скачков напряжения любой формы смесительный трансформатор 23 смешивает сигнал быстроизменяющихся скачков входного напряжения с напряжением несущей частоты преобразования прямоугольной формы, подаваемым с коллекторов выходных транзисторов 19 и 20 задающего 45 генератора 18 через диоды 25 и 26 соответственно на крайние выводы первичной обмотки 24 этого трансформатора. На вторичной обмотке 27 смвсительного трансформатора 23 вы- 50 деляются суммарные сигналы, которые обрабатываются детектирукицим выпрямителем 28 таким образом, что на его постоянном выходе появляются сигналы быстроизменяющихся скачков входного напряжения в сумме с постоянным напряжением.

На резистивном делителе 29 и 30 подгрузки выделяется напряжение сигнала алгебраической суммы напряжения питания узла 5 управления, вырабатываемое выпрямителем 13 вспомогательного питания от обмотки 16 трансформатора 17 развязки, и напряжения вы-. хода детектирующего выпрямителя 28 °

Только быстроизменяющиеся скачки 65

1. Стабилизированный конвертор, содержащий входной фильтр, подключенный ко входу инвертора с выходным силовым трансформатором, выходной выпрямитель с фильтром и узел управления, включающий в себя широтно-импульсный модулятор с управляющим трансформатором, выходная обмотка которого подключена к иявертору, а вход соединен с выходом компаратора, неинвертирующий вход которого подключен к выходам усилителя обратной связи и генератора треугольного напряжения, а инвертирующий вход— к средней точке резистивного дели1

817913 тели напряжения, подключенного к входным выводам модулятора и выходу выпрямителя вспомогательного питания, выполненного по двухполупериодной схеме со средним выводом выходной обмотки трансформатора развяэ5 ки задающего генератора на двух выходных транзисторах, коллекторы которых подключены к крайним выводам первичной обмотки указанного трансформатора развязки, средний вывод ко- о торой соединен с входным фильтром через вспомогательный стабилизатор, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации выходного напряжения и улучшения весогабаритных характеристик, в него введен смесительный трансформатор, крайние выводы первичной обмОтки которого через дополнительно введенные диоды подключены к коллекторам упомянутых выходных тран- QQ эисторов задающего генератора, ее средний вывод подключен ко входу упомянутого вспомогательного стабилизатора, а выходная обмотка подключена ко входу вновь введенного детектирующего выпрямителя, выход которого подключен параллельно выходу выпрямителя вспомогательного питания через дополнительно введенный резистивный делитель подгрузки, сред- няя точка последнего через дополнительно введенный конденсатор подключена к инвертирующему входу упомя.— нутого компаратора.

2. Конвертор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения частотных свойств, упомянутый генератор треугольного напряжения узла управления выполнен на двух интегрирующих RС-цепочках,резистивный вход которых подключен к крайним выводам выходной обмотки упомянутого трансформатора развязки задающего генератора, их средние точки через встречно включенные диоды подключены к выходному резистору, при этом точка соединения последних подключена к выходному выводу генератора, а конденсаторные входы цепочек соединены с другим выводом выходного резистора и общей точкой соединения диодов упомянутого выпрямителя вспомогательного питания, причем выходной вывод генератора подключен к выходу усилителя обратной связи через дополнительный конденсатор связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Устройства вторичных источников электропитания РЭА. Материалы семинара общества "Знание", РСФСР.

М., МДНТП, им. Ф.Э. Дэержинского

1976, с. 103.

2. Авторское свидетельство СССР

9 491941, кл. G 05 F 1/64, 1970.

3. "Электроника", 1977, Р 7, с. 56, рис. 3.

817913 (Риа 2

Составитель И. Никитин

Редактор И. Михеева Техред Т.Маточка

Корректор О.Билак

Заказ 1478/75 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подпи оное

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