Управляемый ступенчатый преобразователь

Управляемый ступенчатый преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< >920984

Союз Советсиик

Соцналистичвсиик республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву % 790084 (22) Заявлено 29.01.80 (21) 2876895/24-07 с присоединение|и зат|вкн М (5()М. Кл.

Н 02 М 3/335

9кудауствтлньй ка|итвт

СССР аа делан изобретений и открытий (ЙЗ) Приоритет

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень ЭВ 14

Дата опубликования описания 18.04.82 (5З ) д 62 1,3 14.,58|088.8) И. Е. Никитин, Г. В, Огнев, B. Г. Костиков, К. И. Кузин, В, И, Булахтин и Ю. П. Румянцев (72) Авторы иэобретении (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТУПЕНЧАТЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к силовой электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания индикаторных устройств на цветных барьерных ЭЛТ.

По основному авт, св. И. 790084, -описан управляемый ступенчатый преобразователь, содержащий зарядный источник питания с п последовательно включенными конденсаторами на выходе с к

|О выводами, где п — число ступеней выходного напряжения, к — вывод конденсационной цепочки соответствующей ступени, управляемый конвертор, один иэ выход15 ных выводов которого через первичную обмотку трехобмоточного дросселя связан с выводом для подключения нагрузки, а последний через зарядный ключевой элемент, разделительный диод и вторичную

20 обмотку дросселя связан с к-тп выводом конденсаторной цепочки и через разряд; ный ключевой элеменит, другой раздели-,, тельный диод и третью обмотку дросселя с К-1-тп выводом цепочки и другим выходным выводом управляемого конвертора, управляющий вход которого связан с блоком управления, кроме того, он снабжен л -2 двухобмоточными дросселями и и-2 управляемыми конверторами, а разрядный, и зарядный ключевые элементы выполнены в виде и -1 последовательно включенных узлов, при этом выпрямители всех конверторов соединены последовательно через первичные обмотки соответствующих трехобмоточного и двухобмоточного дросселей и защунтированы через обмотку одного из упомянутых дросселем диодом и резистором, вторичная обмотка дросселя высшей ступени одним концом соединена с и выводом конденсаторной цепочки, а другим через разделительный диод - с

% входом зарядного .ключевого элемента, где m - входы зарядного и разрядного узла соответствующей ступени, вторичные обмотки дросселей низших ступеней одним концом подключены к соответствующему выводу конденсаторной цепочки своей сту920984 4, 51-2 — 5 - и ц етьим обмотки St 3 ую» 5> . Выходные выпрямители конверторов через первичные обмотки дросселей ое зашунтированы диодами 6» - 6>. и реИ, g зисторами 7» - 7 . Узел заряда 8 выит-. попнен в виде последовательно включен ных ключевых элементов 8» - 8, а у- узел разряда 9 - 43 последовательно о- включенных ключевых элементов 9 36 9 в

Вторичные. обмотки указанных дросоелей одним из своих выводов через до полнительные разделительные диоды

10t(- 10 подключены к соответствуИ ющему входу ключевых элементов уэла -. заряда, а другие выводы вторичных об»»оток связаны с соответствующими своей ступени выводами конденсаторной цепочки через развязывающие диоды 11, — 11

З» и с выходным выводом устройства через обратные диоды 12» - 12, Третьи обра- . Мотки лросселей соединены послг вательНо с разрядными диодами 131 ь эти цепочки включены между выходными

2$ выводами разрядной цепочки и выводами конденсаторной цепочки нижней ступени, между которыми включены шунтируюшие му диоды 14> - 14 .Блок управления 15 связан с управляющими входами управляющих щ» конверторов, Преобразователь работает следующим а-,образом. пени, а другим через дополнительные разделительные диоды - к соответств шему своей ступени входу зарядного и разрядного ключевых элементов. Ианн устройство обдпадает повышенным КП малыми инерционностью и массо-габар ными показателями 1)

Однако устройство не позволяет ос ществить переключение уровней выходи

- го напряжения по любой программе уп равления и имеет недостаточно высок качество напряжения,на вершине им» пульсов из-за влияния импульсов управ« пения зарядного и разрядного узлов п ле формирования вершины импульса,- в ходного напряжения.

Цель изобретения — расширение фун циональных возможностей устройства повышение качества выходного напряж ния.

Поставленная йелЬ достигается тем что в .управляемом р»упенчатом преоб зователе по авт св. J4 790084, все дроссепи выполнены трехобмоточными, соответствующий выход разрядного кгпо чевого элемента через дополнительный разрядный диод и третьи обмотки дрос селей подсоединены к соответствующе выводу конденсаторной цепочки, образу цепь разряда, при этом вторые выводь вторичных обмоток дросселей связаны только с соответствующими входами з рядного ключевого элемента, В устройство могут быть введены также Обратные, шунтирующие и развяФ 3$ зывающие диОды, ttptr этОм Одни из КОН цов вторичных обмоток дросселей соедимены с соответствующим выводом конденсаторной щепочки через развязываюпае диоды, включенные в направлении протекания тока заряда, а через обратные диоды — с выходным выводом устройства, причем каждый иэ выходов разряд ного ключевого элемента через шунтирующий диод подсоединен к соответствуюI . шему выводу конденсаторной цепочки. 43

Пусть на выходах блока необходимо получить четыре уровня напряжения: lJ» У;, 0 Зарядный источник питания 1 и управляемые конверторы 3,- 3> строятся таким образом, что напряжение на конденсаторе 2t равно Ut, напряжение. на конденсаторе 2> и выпрямителе 4 равно U -Ut, на конденсаторе 24 и вы прямителе 4> — Ц -U>, на конденсаторе

2 и выпрямителе 4> - Ц»-0„Зарядный

8 и разрядный 9 узлы выплняются в виде последовательного включения ключевых элементов —, динисторов.

На чертеже изображена функциональная схвма устройства.

Йля упрощения показана схема на че тыре уровня выходного напряжения.

Ступенчатый преобразователь содер жиз зарядный источник питания 1 с eblходными конденсаторами 2» - 2», у»»равляемые конверторы 3»- 3 с выходными выпрямителями 4»:- 4, которые соединены,последовательно через первичные обмотки дросселей 51.> 5 1 . Каждый лроссель содержит также вторичные обмотКонденсаторная цепочка, узлы разряда и- заряда имеют выводы, соответствующие заданному уровню выхоа ого напряжения . Блок управления построен таким образом; что при подаче на его вход им-. пульса Установ." Ur все конверторы закрыты, при подаче импульса «Установ, l»t открывается конвертор 3,, при подаче импульса Установ. U>" открываются конверторы 3», 3р., при подаче иммульса Установе Ug Все конвертОры ОТ

KpbrTbIe

5 9209

Дпя. пояснения принципа работы устройства предположим, что на блок управления задана следующая программа вклю чения уровней напряжения:

В то время, когда все конверторы за- крыты (импульс "Установ..Ц" на входе) напряжение Ut конденсатора 2р через шунтирующие диоды 6 - 6> прикладыва» тася В выходному выводу устройства за 1й рядные и раз»ряаиые ключевые элементы . при,этом закры ?ы, на выходе формирует- ся уровень напряжения и .

При подаче на вход импульса. управле- 15 ния "Установ. Цу открывается конвертор 3 и так как ток в первичной обмотке

apoccens 5 1 мгновенно измениться не может, то в первый момент все .напряжение выпрямителя 4, прикладывается к 20 этой обмотке, а на вторичной обмотке

Б дросселя сформируется импульс напряжения, который через диоды 11 и

10 пробивает зарядный ключевой элемент 8, . Емкость нагрузки заряжается . a через цепочку: диоды 11, и 101 элемент 8,, имеющую малое внутреннее сопротивление, почти мгновенно, так как суммарная емкость конденсаторов 2 и

2> выбирается, Hà Asa — три порядка 5п выше емкости нагрузки, до уровня, Дпя конвертора 3 не существует инер;. ционного звена на выходе и он выходит в режим за небольшое время. Как,только напряжение на выходе достигает задан35 ного уровня Uä, блокирующий диод 121 отключает зарядный источник от цепи за» ряда, ток через ключевой элемент становится равным нулю и Он отключается.

В основном же устройстве на момент формирования вершины на емкости нагрузки прикладывается напряжение на конденсаторе 2> и вторичной обмотке

5f 2 а зарядный источник отключается только после отключения ключевого эле мента 8, т.е. в тот момент, когда ток-через него становится равным нулю после окончании переходного процесса в данной цепи,. что приводит к искажению вершины импульса в момент формирования. В то же время на третьей обмотке

5<-g формируется импульс напряжения, препятствующий случайному пробою разрядного узла, чем повышается надежность работы устройства. 55

При подаче на вход импульса управ ления Установ. U напряжение на выходе конвертора становичся равным нулю, 84 . 6 но емкость нагрузки мгновенно разря диться не может, и напряжение прикладывается к первичной обмотке дросселя

5 ... развивая на его вторичной 5 >-2 и третьей обмотке 5, 5 импульс напряжения обратной полярности, Зарядные клю-. чевые элементы находятси в отключенном состоянии (их пробою препятствует импульс,,развиваемый в обмотке 5 g импульс в обмотке 51 пробивает разрядные ключевые элементы 9< - 9, а емкость нагрузки через цепочку: 9 -9

-9 - диод 14 разряжается до уровня напряжения на конденсаторе 2 (емкость которого много больше емкости нагрузки) эа малое время. На abnoae формируется уровень напряжения U .

При подаче на вход импульса управления Установ. U> ". включаются конверторы 3(и.3 на первичных обмотках 5 и 5 дросселей, а следовательно, и на вторичных 51 q и 5 развиваются импульсы напряжения, пробивающие зарядные ключевые элементы 8 и 82, и заряд емкости нагрузки происходит по цепи: верхняя обкладка конденсатора 2 диоды

111 и 10 — элементы 82 и 8 до уровг ня напряжения lf>, и как только выходное напряжение достигнет заданного уровня происходит отключение зарядного источника и выключение зарядного узла через блокирующий диод 1 2 р»

При подаче на вход импульса Установ.

U4 ", включается конвертор 3, заряд емкости нагрузки происходит по цепи: верхняя обкладка конденсатора 24 — диоды 11. и IO> — элементы 85, 8> и 8

При достижении заданного уровня Цчерез блокирующий диод 1 2 3 происходит о тклю чение зарядного источника и зарядного уэпа»

При подаче импульса "Установ. конвертор 3 отключается, на его третьей обмотке 5 q ф оoрpмwи ру еeт ся и мMп у л ьbсo, приво»дящий к пробою разрядного ключевого элемента 9> . Разряд емкости нагрузки происходит по цепи: элемент 9 » диод

14 до уровня U, При подаче импульса Установ.. U отключаются конверторы 31 и 3>, импульсы напряжения, формирующиеся на третьих обмотках дросселей 5 - и 5)-.>, приводят к пробою элементов 9, 9 и 91 и разряд емкости нагрузки происходит по цепи: элементы 9>, 92 и 9 диод 14, до уровня U .

Йанное усовершенствование позволяет переключать уровни напряжения по,. любой заданйой программе, что значитель7 92 но упрощает функциональную аппаратуру индикаторных устройств, так как нозво аяет исключить пеша узел управления в системе машина-оператор, при больших частотах перключения уровней и мальм их временах (менее 50 млс), а также повысить качество выходных напряжений, что позволяет. повысить четкость и кашство читаемой информации.

Формула изобретения

1. Уцравляемый ступенчатый преобра зователь по авт. св. % 790084, о т - 1 л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, все дроссели выполнены трехобмоточными, а соответствующий выход разрядного ключевого элемента через дополнительный 26 разрядный диод и третьи обмотки дроссеь лей подсоединены к соответствующему выво, ду кондВнсаторной цепочки, образуя цепь разряда, при этом вторые выводы вторичЯЩ ных обмоток дросселей связаны только с соответствующими входами зарядного ключевого элемента.

2. Преобразователь по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, в него введены обратные, шунтирующие и развязывающие диоды,. при этом одни из концов вторичных обмоток дросселей сое анены с соответствующим выводом конденсаторной цепочки через развязывающие диоды, включенные в направлении протекания тока заряда, а через обрапные диоды - с выходным выводом устройства, причем каждый из выходов разрядного ключевого элемента через шунтирующий диод подсоединен к соответствующему выводу конденсаторной цепочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № ?90084å uI. Н 02 М 3/335, 1973.