Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 936286 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2410.80 (21) 2997103/24-07 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 15.0632. Бюллетень ¹ 22

1з1) М. Кл. з

Н 02 М 3/335

G 05 F 1/64

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (S3) УДК 621 ° 314. .58(088.8) Дата опубликования описания 1506,82 (72) Автор изобретения

В.A. Коровин (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования постоянного напряжения в постоянное, и может быть использовано при построении вторичных источников питания.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, делитель, компаратор, две логические ячейки И, усилитель мощности, выпрямитель, индуктивно-емкостный сглаживающий фильтр и устройство обратной связи (1).

Недостатками устройства являются его большие габариты, обусловлен-. ные наличием дросселя в сглаживающем фильтре, что определяется принципом работы устройства, является принципиально необходимьвд, так как устройство осуществляет стабилизацию среднего значения напряжения на выходе выпрямителя. Кроме того, наличие дросселя приводит к значительному увеличению динамической нестабильности выходного напряжения устройства, так как при резком увеличении тока нагрузки ток в дросселе не может измениться мгновенно, и разностный ток должен пройти через выходной конденсатор фильтра, что в свою очередь приводит к появлению броска напряжения на выходе устройства, Наличие дросселя в сглаживающем фильтре также ухудшает технологичность изготовления устройства и ограничивает возможность его микроминиатюризации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, компаратор, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, второй вход подключен к выходу блока обратной связи, а выход подключен к входу делителя и первым входам двух логических ячеек ИЛИ, вторые входы которых подсоединены к выходам делителя частот, а выходы подключены к управляющим входам усилителя мощности, первый вход которого соединен с первой входной клеммой, второй вход через дроссель соединен со второй входной клеммой, а выход через выпрямитель и емкостный фильтр соединен с

936286

60 выходными клеммами и входом блока обратной связи (2).

Недостатками этого устройства .являются большие габариты и низкая технологичность его изготовления вследствие наличия дросселя, подключенного к входу усилителя мощности. Кроме того, это устройство имеет высокую динамическую нестабильность выходного напряжения при резких изменениях входного напряжения и тока нагрузки, так как дроссель препятствует быстрому изменению тока, потребляемого устройством. Например, при резком снижении входного напряжения для обеспечения постоянной вы15 ходной мощности необходимо увеличение тока, потребляемого преобразователем, а дроссель препятствует мгновенному изменению этого тока, что приводит к появлению провала в выходном напряжении преобразователя.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и динамической нестабильности выходного напряжения устройства.

Поставленная цель достигается 25

-.åì, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения,содержащем генератор пилообразного напряжения, соединенный с первым входом компаратора, второй вход которого свя ЗО зан через блок обратной связи с выходным выпрямителем, а выход подсоединен к делителю частоты и к одним из входов логических блоков, вторые входы которых подключены соответст- З5 венно к выходам делителя частоты, а выходы — к управляющим входам усилителя мощности, связанного с входными выводами и через выходной трансформатор, выпрямитель и фильтр 4О с выходными выводами; логические блоки выполнены в виде элементов И, а выпрямитель выполнен управляемым, причем управляющий вход выпрямителя подключен к выходу компаратора. 45

На чертеже приведена принципиальная схема устройства питания.

Источник питания содержит генератор пилообразного напряжения 1, компаратор 2, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения 1, второй вход подключен к выходу блока обратной связи 3, а выход подключен к входу делителя частоты 4 и первым входам двух элементов И 5 и б, вторые входы которых подключены к выходам делителя частоты 4, а выходы подключены к управляющим входам усилителя мощности 7, выполненного на базе коммутирующих транзисторов 8 и 9 и трансформатора 10 выход усилителя мощности через управляемый выпрямитель 11 и емкостный фильтр 12 подключен к выходным выводам устройства и входу блока обратной связи 3.- б5

Выход компаратора 2 соединен с управляющим входом управляемого выпрямителя 11, выполненного, например, на базе диодов 13 и 14, ключевого транзистора 15 и резисторов 16 и 17.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор пилообразного напряжения 1 выдает напряжение пилообразной формы, которое поступает на первый вход компаратора 2, на второй вход которого поступает постоянное напряжение с выхода блока обратной связи

3. Если пилообразное напряжение превышает выходное напряжение блока обратной связи 3, то на выходе компаратора 2 появляется напряжение, соответствующее логической 1. Передним фронтом этого напряжения запускается делитель частоты 4, который обеспечивает поочередное прохождение импульсов с выхода компаратора 2 через элементы И 5 и б на управляющие входы усилителя мощности 7 ° При открывании коммутирующего транзистора 8 усилителя мощности 7 напряжение питания прикладывается к верхней полуобмотке трансформатора 10, являющегося линейной индуктивностью.

В этот момент времени ключевой транзистор 15 управляемого выпрямителя

11 закрыт положительным потенциалом, поступающим с выхода компаратора 2 через резистор 17 и напряжение с выхода усилителя мощности 7 не проходит на вход емкостного фильтра 12.

При этом ток коллектора коммутирующего транзистора 8 усилителя мощности 7 от нулевого значения возрас,тает по пилообразному закону, что приводит к накоплению энергии магнитного поля в сердечнике трансформатора 10. После окончания выходного импульса компаратора 2 коммутирующие транзисторы 8 и 9 усилителя мощности

7 закрыты, ключевой транзистор 15 управляемого выпрямителя 11 открыт током, протекающим через резистор 16 и энергия, запасенная в магнитном поле сердечника трансформатора 10 усилителя мощности 7 через диоды

13 и 14 управляемого выпрямителя 11„ передается в емкостный фильтр 12 и нагрузку. Выходной ток управляемого выпрямителя 11 спадает по линейному закону, и когда он снижается до нуля, становится возможной подача открывающего сигнала на второй управляющий вход усилителя мощности 7. Открывание коммутирующего транзистора 9 усилителя мощности 7 вновь приводит к накоплению энергии в сердечнике трансформатора 10 при отключенном управляемом выпрямителе 11 и последующую передачу этой энергии в емкостный фильтр 12 и нагрузку после окончания выходного импульса компаратора 2. При этом индукция в сер936286

Формула изобретения

Составитель Т. Ершова

Редактор И. Митровка Техред К.Мыцьо Корректор A- Лзятко

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф

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

Заказ 4244/69 дечнике трансформатора 10 усилителя мощности 7 изменяется в противоположную сторону, что приводит к более полному использованию сердечника и сокращению габаритов трансформаторов

10 по сравнению с однотактной схемой.

Стабилизация выходного напряжения оеуществляется следующим образом.

Если выходное напряжение изменяется, то изменяется постоянное напря- >О жение на выходе блока обратной связи

3, а это приводит к изменению ширины импульсов на выходе компаратора 2, тем самым изменяется время открытого состояния коммутирующих транзисторов 15 8 и 9, усилителя мощности 7, т.е. изменяется величина энергии, запасаемой в сердечнике трансформатора

10, а следовательно и передаваемой в емкостный фильтр 12 и нагрузку 20 за каждый полупериод рабочей частоты источника питания. Это в конечном счете обеспечивает установку необходимого значения выходного напряжения преобразователя напряжения. 25

Такое выполнение устройства позволяет значительно сократить габариты преобразователя напряжения,улучшить технологичность его изготовления и улучшить возможности его микро- ,миниатюризации эа счет исключения дросселя, включенного последовательно в цепь питания усилителя мощности.

Одновременно значительно уменьшается динамическая нестабильность выходного напряжения устройства при скачкообразных изменениях тока нагрузки и напряжения питания устройства.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, выходом соединенный с первьм входом компаратора, второй вход которого связан через блок обратной связи с выходным выпрямителем, а выход подсоединен к делителю частоты и к одним из входов логических блоков, вторые входы которых подключены соответственно к выходам делителя частоты, а выходы — к управляющим входам усилителя мощности, связанного с входными выводами и через выходной трансформатор, выпрямитель и фильтр— с выходными выводами, о т л и ч а ющ и и с,я тем, что, с целью уменьшения габаритов и улучшения динами ческой стабильности выходного напряжения логические блоки выполнены в виде элементов И, а выпрямитель выполнен управляемым, причем управляющий вход выпрямителя подключен к выходу компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 479101, кл. G 05 F 1/64, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 758426, кл. Н 02 N 3/335, 1978.