Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗЬВРЕТЕ.Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„,Я51593

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт свид-ву— (22) Заявлено 14.05.80 (21) 2925463/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 М 3/335

G 05 F 1/64

:Геаудерстееннмй кемитет

СССР (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25.08.82 ев делам изобретений и еткрмтнй (72) Автор изобретения

В. А. Коровин (71) Заявитель (54) СТАБИ.ЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ,ЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в ис|гочниках питания радиоаппаратуры.

Известен стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоян-: ное, содержащий мостовой усилитель мощности на базе коммутирующих транзисторов и выходного трансформатора, задающий генератор, широтно-импульсный модулятор, сравнивающий блок, симметрирующий трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр (1) .

Недостатками этого устройства являются сложная функциональная схема и йевысокий КПД вследствие того, что в мостовом усилителе мощности ток первичной обмотки выходного трансформатора протекает по двум коммутирующим транзисторам, что приводит к удвоению потерь на коммутацию по сравнению с двухтактной схемой усилителя мощности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения, содержащий дроссель, выходной трансформатор, два силовых ключа, выпрямитель, емкостный фильтр, задающий генератор, компаратор, триггер, два элемента ИЛИ, сравнивающее устройство и источник опорного напряжения (2) .

Недостатками этого устройства являются большие пульсации выходного напряжения и большие габариты емкостного фильтра вследствие того, что в моменты одновременного открытия обоих силовых ключей напряжение на вторичной обмотке выходного трансформатора равно нулю, т.е. отсутствует непрерывная передача энергии от выходного трансформатора в емкостный фильтр и нагрузку.

Целью изобретения является уменьшение пульсаций выходного напряжения стабилизирующего преобразователя постоянного

15 напряжения при одновременном уменьшении габаритов путем уменьшения габаритов фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входами триггера и управляемого одновибратора, первый выход когорого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы ко951593 динена с выходными клеммами, одна из которых соединены со второй клеммой источ- з5 ника питания, а вторая с первым входом сравнивающего устройства 7, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения 8, первый 9 и второй 10 силовые ключи, включенные между крайними выводами первичной обмотки выходного 40 трансформатора 4 и второй клеммой источника питания, третий 11 и четвертый 12 силовые ключи, четыре элемента И 13 — 16 и управляемый одновибратор 17, первый вход которого подключен к выходу срав- 45 нивающего устройства 7, а второй вход подключен к выходу задающего генератора 1 и входу триггера 2, прямой выход которого подключен к первым входам пер50

55 торых подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, а выхо.LL>I подключены к управляющим входам первого и второго силовых ключей усилителя мощности с трансформаторным выходом, который через выпрямитель и фильтр >дключен к выходным выводам, которые

1ерез блок обратной связи соединены со входом управляемого одновибратора, введены третий и четвертый элементы И, третий и четвертый силовые ключи и дроссель, включенный между одной из питающих шин и средним выводом первичной обмотки трансформатора усилителя мощности, крайние выводы которой через третий и четвертый силовые ключи соединены с общей точкой соединения дросселя с питающей шиной, причем управляющие входы третьего и четвертого силовых ключей соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых подключены к второму выходу управляемого одновибратора, а вторые входы подключены соответственно к первому и второму выходам триггера.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема стабилизирующего преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы..

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит задающий генератор 1, триггер 2, дроссель 3, включенный между первой клеммой источника питания и средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора 4, вторичная обмотка которого через выпрямитель 5 и емкостный фильтр 6 соевого 13 и третьего 15 элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам управляемого одновибратора 17 и к первым входам соответственно второго 14 и четвертого 16 элементов И, вторые входы которых подключены к инверсному выходу триггера 2, при этом выходы элементов И 13 — 16 подключены соответственно к управляющим входам силовых ключей 9 — 12, из которых третий 11 и четвертый 12 включены между

Зо

4 первой клеммой источника питания и точками соединения крайних выводов первичной обмотки выходного трансформатора 4 соответственно с первым 9 и вторым 10 силовыми ключами.

Предлагаемый стабилизирующий преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 1 формирует прямоугольные импульсы, поступающие на входы триггера 2 и управляемого одновибратора 17, которые запускаются положительными фронтами этих импульсов (фиг. 2 UpL,Lx1, - вых.я,Ивыхг7). Длительность выходного импульса управляемого одновибратора 17 определяется выходным сигналом сравнивающего устройства 7. Элементы И 13 — 16 из прямых и инверсных выходов триггера 2 и управляемого одновибратора 17 формирует четырехканальный широтно-модулированный сигнал (фиг. 2 Увых13 выхи 1-)ьых15 1-1вых16) который поступает на управляющие входы силовых ключей 9 — 12. Предположим, что в момент времени t 11 присутствует сигнал на выходе первого элемента И 13, т.е. открыт первый силовой ключ 9. В этом случае входное напряжение источника литания через дроссель 3 приложено к первичной обмотке выходного трансформатора 4 и ток в контуре источник питания — дроссель 3— первичная обмотка выходного трансформатора 4 — первый силовой ключ 9 начинает возрастать (фиг. 2 — 3). При этом напряжение на первичной обмотке выходного трансформатора 4 равно разности напряжения источника питания и напряжения на дросселе (фиг. 2 Ц 4). В момент времени закрывается первый силовой ключ 9 и открывается третий силовой ключ 22 и ток дросселя протекает по контуру дроссель 3— первичная обмотка выходного трансформатора 4 — третий силовой ключ 11. В этом режиме стабилизированный преобразователь не потребляет ток от источника питания, а в нагрузку передается энергия, запасенная в дросселе 3. При этом напряжение на дросселе 3 меняет знак и ток в нем снижается. В момент времени t> происходит отключение третьего 11 и включение второго 10 силового ключа, напряжение на первичной обмотке выходного трансформатора 4 меняет знак, ток в дросселе 3 увеличивается. В момент времени t3 закрывается второй 10 и открывается четвертый 12 силовой ключ, ток в дросселе 3 начинает падать, энергия, запасенная в нем, через выходной трансформатор 4 передается в нагрузку. В момент времени t4 закрывается четвертый 12, открывается первый 9 силовой ключ, и далее процесс переключения повторяется. Стабилизация выходного напряжения осуществляется изменением соотношения интервалов времени

14 и 1 — t3 t4 — t5. Ток дросселя 3, не йрерываясь, поочередно протекает по каждой из полуобмоток выходного трансформато951593 ра 4. Если индуктивность дросселя достаточно велика, колебания тока дросселя 3 в процессе переключений малы, что обеспечивает выходной ток выпрямителя 5 непрерывным и с малыми пульсациями. Это обеспечивает значительное уменьшение пуль- 5 саций выходного напряжения предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.

При этом назначение емкостного фильтра 6 заключается в устранении коротких провалов выходного тока выпрямителя 5, которые появляются при выпрямлении прямо- 0 угольного напряжения за счет инерционности диодов выпрямителя 5 и индуктивности рассеивания вторичной обмотки выходного трансформатора 4. Ввиду того, что длительность этих провалов значительно меньше периода выпрямляемого напряжения, габариты емкостного фильтра 6 в предлагаемом устройстве незначительны.

Формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входом триггера и управ- 2 ляемого одновибратора, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, а выходы подключены к управляющим входам первого и второго силовых ключей усилителя мощности с трансформаторным выходом, который через выпрямитель и фильтр подключен к выходным выводам, которые через блок обратной связи соединены со входом управляемого одновибратора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения при одновременном уменьшении габаритов, в него введены третий и четвертый элементы И, третий и четвертый силовые ключи и дроссель, включенный между одной из питающих шин источника питания и средним выводом первичной обмотки трансформатора усилителя мощности, крайние выводы которой через третий и четвертый силовые ключи соединены с точкой соединения дросселя с питающей шиной, причем управляющие входы третьего и четвертого силовых ключей соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых подключены ко второму выходу управляемого одновибратора, а вторые входы подключены соответственно к первому и второму выходам триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 660167, кл. Н 02 М 3/335, !979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2693384/07, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

951593

4(i

Убью f

Удых 2

ОЫХ

Уйц1

Vb 1Х1 йых1

Ъхю тр

Ups

Фи1.2

Составитель,Л. Стрелкин

Редактор А. Долинич Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 5715/70 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4