Стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное
Патент 928320
Авторы
Классы МПК
Стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиии
Социалистические
Республик ()928320 (6I ) цополиительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 08.05.80 (21) 2922584/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет(5l)M. Кл.
G 05 F I/56
Ркударстееиный комитет во делам изобретений и открытий
Опубликовано 15. 05. 82. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 15. 05. 82 (53).УД К 621. 316. .722.1 (088. 8) (72) Авторы изобретения ч
Н. А. Синев и Э. И. федяев (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в многоканальных источниках питания.
Известны централизированные систе1 мы питания, имеющие не один, а многоканальный выход 51 3.
Однако использование вторичных источников питания с центральным стабилизиоованным инвеотом с трансформатором на выходе ограничивается невозможностью охватить общей обратной связью все каналы. Поэтому при достаточно больших коэффициен-, тах стабилизации по входному напряжению выходное сопротивление и токи каналов целиком определяются параметрами цепи каждого канала и в ряде случаев не удовлетворяют предъявляемым. требованиям, что приво- дит к необходимости автономной (по каждому каналу) стабилизации напряжения. При этом каждый канал выпол" няется в виде стабилизированного преобразователя переменного напряжения в постоянное.
Известен также стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий сило вой трансформатор и управляемый выпрямитель, состоящий из диодов, вольтдобавочного трансформатора и регулирующего транзистора с блоком управления 52 ).
Недостатком этого стабилизирующего преооразователя является наличие дополнительного вольтдобавбчного
1 трансформатора. который усложняет схе-, му и ухудшает технологию производст- ва.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к входным зажимам преобразователя, по меньшей мере одной вторичной обмоткой, LC20 ф ную обмотку трансформатора 2, вторич" ную обмотку трансформатора 3, первый выпрямитель 4, второй выпрямитель 5; дополнительный конденсатор 6, транзисторный ключ 7, блок управления 8, модулятор. 9, усиЛитель 10, дроссель
11, конденсатор LC-фильтра 12. входные зажимы преобразователя 13, выходные зажимы преобразователя 14.
На фиг. 2 представлена форма напряжения на входе LC-фильтра: а - при закрытом транзисторном ключе 7; б - импульсы синхронизации, поступающие на вход модулятора 9; в - диаграмма срав нения сигналов в модуляторе 9; г— отпирающие импульсы на управляющем входе транзисторного ключа 7 .; д,еформа напряжения на входе LC-фильтра при различных режимах работы тран зисторного ключа 7; С - время паузы между импульсами входного напряжения; период входного напряжения.
Стабилизирующий преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной
2 и вторичной 3 обмотками. Выпрямители 4 и 5 собраны по двухполупериодной схеме со средней точкой, на выходе второго выпрямителя 5 включен дополнительный конденсатор 6. Силовая цепь транзисторного ключа 7 соединяет выход второго выпрямителя 5 со входом LC-фильтра !2. Блок управления 8 .состоит из модулятора 9 и усилителя 10 обратной связи, выход блока управления 8 соединен с управляющим входом транзисторного ключа 7.
Преобразователь работает следующим образом.
При подключении входных зажимов
13 к источнику переменного н пряжения прямоугольной формы с паузой на нуле длительностью С(такое напряжение часто бывает на выходе стабилизированных инверторов) на выходе первого выпрямителя 4 появляется напряжение в соответствии с фиг. 2а.
Транзисторный ключ 7 работает в .режиме широтно-импульсной модуляции только в течение паузы, время открытого состояния транзисторного ключа
7 определяется сигналом с выхода блока управления 8 (фиг. 2г), кото"рый образуется путем сравнения в модуляторе 9 сигнала обратной связи с выхода усилителя 10 с- пилообразным сигналом. При уменьшении выходного напряжения стабилизированного преоб разователя уменьшается сигнал обратной связи и длительность включенноНа фиг. 1 представлена принципйаль ная электрическая схема стабилизиро- 5О ванного преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие его принцип действия, На фиг. 1 схематически изображен стабилизирующий .преобразователь qepeменного напряжения в постоянное, который содержит трансформатор 1, йервич-, 3 9283
ФилЬтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразователя, а входом - с выходом первого выпрямителя, и через транзисторный ключ - с выходом второго выпрямителя, и до" пблнительный конденсатор, причем вход первого выпрямителя подключен ко вторичной обмотке трансформатора, а управляющий вход транзистора - к выходу блока управления, состояще- 1в
ro из модулятора и усилителя и соеди, ненного входом с выходными зажимами преобразователя 13 1.;
-Недостатком этого преобразователя является низкий КПД, что обусловлено большими потерями в транзисторе как в режиме насыщения, так и Й режйме переключения, поскольку транзистор рассчитан на полный ток нагрузки.
Цель изобретения - повышение КПД преобразователя.
Цель достигается тем, что в стабилизирующем преобразователе переменного напряжения в постоянное, содер" жащем трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к входным зажимам преобразователя, по меньшей мере одной вторичной обмоткой, LC-фильтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразователя, а входом - с Зв выходом первого выпрямителя и через транзисторный ключ - с выходом второго выпрямителя, и дополнительный конденсатор, причем вход первого выпрямителя подключен к вторичной об35 мотке трансформатора, а управляющий вход транзисторного ключа ., к выходу . блока управления, состоящего из модулятора и усилителя и соединенного . входом с выходными зажимами преобра46 зователя, указанный дополнительный конденсатор подключен к выходу второго выпрямителя, вход которого подключен к указанной вторичной обмотке .трансформатора, а блок управления
45 . снабжен,синхронизирующим входом, ко торый подключен к выходу первого выпрямителя..
5 9
ro состояния транзисторного ключа 7 возрастает (Фиг, 2е). Граничные ре жимы работы транзисторного ключа..1 и соотношение паузы Т к.длительности полупериода рабочего напряжения Т/2 определяют диапазон регулирования выходного напряжения или допустимую величину дестабилизирующих факторов (изменение нагрузки, температуры и пр.), при которых обеспечивается стабилизация выходного напряжения °
Иощность канала регулирования, состоящего из второго выпрямителя
5, конденсатора 6 и транзисторного ключа 7, определяется указанными дестабилизирующими факторами и составляет 5-104 от мощности нагрузки.
Таким образом, предложенный стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное позволяет обеспечивать удовлетворительную стабилизацию выходного напряжения при малых потерях в цепи регулирования, что делает целесообразным его использование при построении многоканальных источников питания.
Формула изобретения
Стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к .входным зажимам преобразователя, по ,;меньшей мере одной вторичной обмотI
28320 6 кой, LC-фильтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразователя, а входом - с выходом первого выпрямителя.и через транзисторный ключ - с выходом второго выпрямителя, и допол" нительный конденсатор, причем вход первого выпрямителя подключен к вто ричной обмотке трансформатора, а управляющий вход транзисторного клю1р ча - к выходу блока управления, состоящего из модулятора и усилителя и соединенного вхоаом с выходными зажимами преобразователя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения КПД преобразователя,указанный дополнительный конденсатор подключен к выходу второго выпрямителя, вход которого подключен к указанной вторичной обмотке. трансформатора, а блок управления снабжен синхронизирующим входом, который, подключен к выходу первого выпрямителя.
Источники информации, принятые во внимание при,экспертизе
1. Ромаш Э. И, Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. И
"Энергия", 1975. с. 109-111. рис.3-2, 3-4.
2. Авторское свидетельство СССР 672621, кл. G 05 F 1/56, 1919.
3. Горбач А. В., Гулякович Г. И.
Интегрально-гибридный многоканальный
ВЦП. Сб. Электронная техника в автоматике. Под ред. 6. И..Конева. M., "Советское радио", 1975, вып. 7, с. 47, рис. 3.
Составитель В. Цишевский
Редактор A. Гулько Техред Ж.Кастелевич Корректор H. Швыдкая
Э
Заказ 3239/60 Тираж 905 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4