Стабилизированный преобразовательпостоянного напряжения

Стабилизированный преобразовательпостоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < 836720

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социвпистичвскик

Ресиубп н (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл.

Н 02 .Н 7/12 (22)Заявлено 25.05. 79 (21) 2769369/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

5Ъеудирстевиимй комитет

СССР

Опубликовано 07.06 81 ° Бюллетень М 21 (3) ф(ДК 621. 316. .722.1(088.8) дв делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 17. 06, 8 1

В. В. Захаров, А.Ф. Сукач и Г.С. Най льтдрр „„„

- 4-,3 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Устройство относится к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, средств связи и вычислительной техники.

Известны стабилизированные пре.образователи 1).

Наиболее близким к предложенному преобразователю является стабилизи10 рованный преобразователь, содержащий транзисторный инвертор, силовой трансформатор, выпрямители с

LC-фильтрами, потенциальные шины и общую шину с подключенными к ней т5 йагрузками раэнополярных выходных напряжений.и .блоком управления, получающим питание от трансформатора задающего генератора, широтно-им" пульсный модулятор с выходным управляющим трансформатором, компаратор широтно-импульсной модуляции, на неинвертирующий вход которого через ограничительный резистор и раэвяэывающие диоды подключены одновременно выход компаратора защиты, выход усилителя постоянного тока на операционном усилителе и через разделительный конденсатор — непосредственно выход генератора треугольного напряжения, а к инвертирующему входу — средняя точка резистивного делителя напряжения питания схемы управления, источник опорного напряжения на стабилитроне, запитьг вающий одновременно резистивные делители входных напряжений компаратора защиты с одним датчикам тока и резистивный делитель опорного напряжения усилителя постоянного тока, измерительный резистивный делит:Jlh усилителя постоянного тока, подключенный к плюсовой потенциальной шине одного из выпрямителей выходного напряжения, отдельную схему формирования временной паузы и осдельную схему ст превышения выходного напряжения 12).

836720

Однако такие преобразователи имеют ряд недостатков:

Низкую надежность из-за отсутствия защиты стабилизированного

li преобразователя от перегрузок и корот5 кого замыкания любого из выпрямителей разнополярных выходных напряжений. Не обеспечено линейное нарастание тока с ограничением при включении стабилизированного преобразователя.

2. Низкую надежность стабилизированного преобразователя из-за отсутствия ограничения входной мощности при отсутствии цепи автоматического увеличения временной паузы при понижении напряжения входа ниже допустимого рабочего уровня.

3. Наличие сложной схемы защиты от

20 превышения выходных напряжений сни1 жает надежность стабилизированного преобразователя.

Цель изобретения — повышение надежности, защита от перегрузок и обеспечение линейного нарастания входного тока при включении устройства.

Это достигается тем, что в ста-. билизированный преобразователь дополнительно введен второй датчик тока, включенный между соединенными обмотками дросселей и обкладками конденсаторов LC-фильтров выпрямителей выходных напряжений одной полярности, а первый датчик тока включен между соединенными обмотками дросселей и обкладками конденсаторов LC-фильтров выпрямителей выходных напряжений другой полярности, причем каждый датчик тока подключен между общей шиной и плечом соответствующего резистивного делителя входного напряжения компаратора защиты.

Кроме этого, в устройство дополнительно введена цепь автоматического увеличения временной паузы, выполненная из реэистивного делителя опорного напряжения и развязывающего диода, подключенного к неинвепти50 рующему входу компаратора ШИИ, а в блок защиты от превышения выходных напряжений введен диод, подключенный между входом компаратора защиты и" плюсовой потенциальной шиной с измерительным реэистивным делителем усилителя постоянного тока.

На.чертеже изображена электрическая схема преобразователя. ф

Устройство содержит транзисторный инвертор 1, силовой трансформатор

2, выпрямители 3-6 разнополярных выход" ных напряжений„ дроссели 7-10 LC-фильтров, конденсаторы 11-14 LC-фильтров, потенциальные шины 15-18, общую шину 19, нагрузки 20-23 разнополярных выходных напряжений, блок управления

24, включающий трансформатор 25, задающий генератор 26, широтно-импульсный модулятор 27, выходной управляющий трансформатор 28, компаратор ШИМ 29, .ограничительный резистор 30, развязывающие диоды 31, 32, 33, компаратор защиты 34, усилитель

35 постоянного тока на операционном усилителе, разделительный конденсатор 36, генератор 37 треугольного напряжения, резистивный делитель напряжения питания схемы управления на резисторах 38, 39., источник опорного напряжения на стабилитроне 40, резистивные делители входных напряжений компаратора защиты на резисторах 41, 42, 43, 44, первый датчик тока 45, второй датчик тока

46, резистивный делитель опорного напряжения усилителя постоянного тока на резисторах 47, 48, измерительный резистивный делитель 49 усилителя постоянного тока, резистивный делитель опорного напряжения на . резисторах 50, 51, диод 52.

Предложенный стабилизированный преобразователь работает следующим образом.

Транзисторный инвертор 1 с силовым трансформатором 2 управляется через выходной управляющий трансформатор 28 с помощью широтно-импульсного модулятора 27. Питание блока управления 24 осуществляется от трансформатора 25 задающего генератора 26 стабилизированным напряжением.

Управление широтно-импульсного модулятора 27 осуществляется с помощью компаратора ШИИ 29, на неинвертирукиций вход которого через огра- . ничительный резистор 30 и развязы вающий диод 33 подается усиленное напряжение сигнала. обратной связи с выхода усилителя 35 постоянного тока, выполненного на операционном усилителе. Кроме того,. через разделительный конденсатор 36 неинвертирующий вход компаратора соединен с выходом генератора 37 треугольного напряжения удвоенной частоты по ат836720

5 ношению к задающему генератору 26, а на и ив ер тиру ющий вход ко мпар атор а подается напряжение со средней точки резистивного делителя напряже- ния питания схемы управления на резисторах 38, 39.

Усилитель 35 постоянного тока сравнивает часть опорного напряжения стабилитрона 40, поступающегб на инвертирующий вход с делителя на резисторах 47, 48, с суммой на.пряжений выходного напряжения И,1, 1 подаваемого через измерительный де.— литель 49 усилителя постоянного тока одного из выпрямителей 3-6 разнополярных выходных напряжений с фильтрами, и частью напряжейия источника опорного напряжения на стабилитроне 0 на неинвертирующем входе.

При уменьшении напряжения вхрда

Us уменьшается выходное напряжение усиленного сигнала рассогласования усилителя 35 постоянного тока, подаваемого на неинвертирующий вход компаратора ШИМ 29. При этом длительность выходного сигнала компаратора

ШИИ:29 уменьшается, что ведет к расширению длительности импульсов широтно-импульсного модулятора 27 и к стабилизации напряжений 08ью1 U бы 12

00,„З, V 1 выпрямителей с LC-фильтрами на нагрузках 20-23 разнополярных выходных напряжений.

При понижении напряжения входа U „ ниже допустимого уровня напряжение усиленного сигнала становится меньше напряжения средней точки резистивного делителя опорного напряжения на резисторах 50 51 и развязывающий диод 32 фиксирует величину напряжения средней точки резистивного делителя .опорного напряжения на резисторах 50, 51 на неинвертирующем входе компаратора ШИН 29, в результате чего всегда существует сигнал малой длительности на выходе компаратора ШИИ 29, увеличиваясь при дальнейшем уменьшении напряжения входа

;U< из-sa уменьшения напряжения на инвертирующем входе и фиксации напряжения на неинвертирующем входе компаратора ШИМ 29. Таким образом, повышается надежность из-за ограничения входной мощности, автоматического увеличения временной паузы. При этом полностью исключается возможность появления сквозных токов.

45 б

Для обеспечения линейного нарастания входного тока и ограничения бросков тока при включении стабилизированного преобразователя из-за бросков зарядных. токов конденсаторов 11-14 LC-фильтров между соединенными обмотками дросселей 7,8 LC-фильтров и соединенными обкладками конденсаторов 11, 12 LC-фильтров выпрямителей -3, 4 выходных напряжений

U „,„, О,„ одной полярности введен первый датчик 45, а второй датчик тока 46 введен между соединенными обмотками дросселей 9, 10 фильтров и соединенными обкладками конденсаторов 13, 14 1 С-фильтров, причем.каждый датчик тока подключен между общей шиной 19 и плечом резистивного датчика входного напряжения компаратора защиты на резисторах 41, 42 и

43, 44 соответственно. Падение напряжения, образуемое на датчиках тока 45, 46 при бросках зарядных токов конденсаторов 11-14 LC-фильтров, включает компаратор защиты 34, который увеличивает напряжение на неинвертирующем входе компаратора ШИИ

29, уменьшающего длительность выходных импульсов широтно-импульсного модулятора. При этом обеспечивается заряд конденсаторов 11-14 LC-фильтров постоянным линейно нарастающим током с ограничением. Аналогично подобное включение датчиков тока 45, 46 позволяет осуществить защиту стабилизированного преобразователя от перегрузок и короткого замыкания любого из выпрямителей 3 — 6 разнополярных выходных напряжений. Наличие такой защиты от перегрузок и короткого замыкания у других стабилизированных преобразователей позволяет им"работать на параллельную нагрузку, что важно при резервировании стабилизированных преобразователей и при получении больших мощностей на нагрузке от первичных источников с большим внутренним сопротивлением.

Для защиты от перенапряжения выходных нагрузок 20, 21 22, 23 введен диод 52, подключенный между входом компаратора защиты 34 и плюсовой потенциальной шиной 15 с измерительным резистивным делителем 49 усилителя постоянного тока. В случае отказа усилителя постоянного тока 35 выходное напряжение 00ы тановится боль836720 ше, чем на средней точке резистивного делителя входного напряжения компаратора защиты на резисторах 41, 42. Диод 52 включает компаратор защиты 34, увеличивающий напряжение на некквертирующем входе компаратора

ШИН 29, который, ограничивая длительности импульсов широтно-импульсного модулятора 27, поддерживает выход" " "р " M y yЪ" Ъ в начальном ограничении. Велйчины превьидений выходных напряжений задаются резистивным делителем входного напряжения компаратора защиты на ре-. зисторах 43, 44. 35

При использовании предложенного стабилизированного преобразователя достигается повышение надежности, защита преобразователя от перегрузок и коротких замыканий любых вы- щ прямителей раэнополярных выходных напряжений, формирование заданных характеристик при его включении, линейного нарастания входного тока с его ограничением, ограничение мощ- 25 ности при понижении напряжения на входе U11 ниже допустимого рабочего уровня и автоматического увеличения временной паузы (исключаются сквозные токи), упрощение схемы ЗО защиты от превышения выходного напряжения.

Формула изобретения

C"àáèäèçèðîâàíHûé преобразователь постоянного напряжения, содержа- 5 щий транзисторный инвертор, силовой трансформатор, выпрямители разнополярных выходных напряжений с 1.Сфильтрами, потенциальные шины и

4О общую шику с подключенными к ней нагрузками разнополярных выходных напряжений и блоком управления, получающим питание от трансформатора . задающего генератора и включающим в

45 себя широтно — импульсный модулятор с выходным управляющим трансформатором, компаратор ШИИ, на неинвертирующий вход которого через ограничительный резистор и развязывающих

56 диоды подключены одновременно выход компаратора защиты, выход усилителя постоянного тока на операционном усилителе и через разделительный конденсатор — непосредственно выход генератора треугольного напряжения, а к инвертирующему входу — средняя точка резистивного делителя напряжения блока управления, источник опорного напряжения на стабилитроне, питающий одновременно резистивные делители входных напряжений компаратора защиты с датчиком TQKB и резистивный делитель опорного напряжения усилителя постоянного тока, измерительный резистивный делитель усилителя постоянного тока, подключенный к плюсовой потенциальной шине одного из выпрямителей выходного напряжения, блока формирования временной паузы и блока защиты от превышения выходных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, защиты стабилизированного преобразователя от перегрузок и короткого замыкания любого из выпрямителей разнополярных выходных напряжений и обеспечения линейного нарастания входного тока с его огра .ичением при включении стабилизированного преобразователя, в него дополнительно введен второй датчик тока, включенный между соединенными обмотками дросселей и обкладками конденсаторов LC-фильтров выпрямителей выходных напряжений одной полярности, а первый датчик тока включен между соединенными обмотками дросселей и обкладками конденсаторов LC-фильтров выпрямителей выходных . напряжений другой полярности, причем каждый датчик тока подключен между общей шиной и плечом соответствующего резистивного делителя входного напряжения компаратора защиты.

?. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что дополнительно введена цепь автоматического увеличения временной паузы, выполненная из резис1ивного делителя опорного напряжения и развяэывающего диода, подключенного к неинвертирующему входу компаратора ШИИ.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в блок защиты от превышения выходных напряжений введен диод, подключенный между входом компаратора защиты и шпосовой потенциальной шиной с изме-. рительным реэистивным делителем усилителя постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР по заявке У 2600982/24-7, кл. G 05 F 1/56, 1978.

2. "Электроника", N 7, 1977, с. 56, рис. 3.