Стабилизатор входного напряжения преобразователя
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
Опубликовано 15.1232. Бюллетень Йо 46 и)м.к .
G 05 F 1/58
//Н 02 Н 7/12
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 15. 12.82 (72) Автор изобретения
A.Â.Ãoðáà÷ (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ВХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Изобретение относится к электро- технике, а именно к преобразователям электрической энергии, и может быть использовано в устройствах вторичных напряжений пля электропитания различных приборов.
По основному авт.св. Р 264484 известен стабилизатор входного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, фильтр и усилитель постоянного тока, причем к базе регулирующего транзистора через параллельную стабилитронно-емкостную цепочку подключен своим коллектором управляемый транзистор, база которого одновременно связана через резистор с усилителем постоянного тока и через параллельно соединенные диод и конденсатор с дифференцирующей цепочкой, при этом конденсатор последней соединен с преобразователем напряжения (1 g.
Недостатками устройства являются перенапряжения и токовые перегрузки, которые возникают на выходах преобразователя и подключенных к ним электропотребителях, например, при обрыве цепи усилителя постоянного тока или цепи управляющего транзистора, при пробое перехода коллекторэмиттер регулирующего транзистора, а также при динамическом изменении напряжения электропитания из-за резонансных свойств фильтра, так как в этих случаях напряжение первичного источника практически полностью поступает на вход преобразователя, приводя к отказам электропотребителей.
При действии на шинах первичного источника электрической помехи, приводящей к изменению знаков напряжения на них (переполюсовке) или при ошибочной подаче на входы устройства напряжения обратной полярности, во входных цепях преобразователя также возникают токовые перегрузки, которые приводят к короткому замыканию первичного источника электропитания.
Цель изобретения — защита от перенапряжений и перегрузки по току.
Цель достигается тем, что в стабилизатор входного напряжения преобразователя введены диоды, у которых электрод одного диода соединен с одноименным электродом другого диода и подсоединен к входу фильтра, другой электрод первого диода подсоединен к силовому электроду регулирующего транзистора, подключенного к шине первичного источника
981977
55 б0
65 электропитания, а другой электрод второго диода соединен с одним из выходов постоянного тока преобразователя, другой выход которого подсоединен к другому силовому электроду регулирующего транзистора.
На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг,2 — осциллограммы, поясняющие принцип работы устройства.
Устройство содержит регулирующий транзистор 1, подключенный одним силовым электродом к одному выходу постоянного тока преобразователя 1.
Другой выход постоянного тока преобразователя 2 подключен через диод 3 к входу фильтра 4. К входу фильтра 4 подключен диод 5, другой электрод которого соединен с силовым электродом регулирующего транзистора 1 и с шиной первичного источника электропитания. При этом база регулирующего транзистора 1 через параллельную цепочку из стабилитрона б и конденсатора 7 подключена к коллектору управляющего транзистора 8, база которого через резистор 9 связана с усилителем постоянного тока 10, а база эмиттера через параллельную цепочку из диода
11 и конденсатора 12 и через дифференцирующую цепочку из резистора
13,циодного моста 14 и конденсатора
15 связана с выходами переменного тока преобразователя 2.
B предлагаемом устройстве стабилизированное входное напряжение преобразователя 2, Чя„ пр, формируется как интегрированная фильтром 4 сумма напряжения первичного источника электропитания Е и выходного напряжения Ч ь,„ с преобразователя 2.
При открытом состоянии регулирующего транзистора 1 за время < откр. к входам а - 5 фильтра 4 прикладывается напряжение Е, а при закрытом регулирующем транзисторе 1 за время 1 закр ——
Т вЂ” 1 р, где Т вЂ” период переключения регулирующего транзистора
1, к входам фильтра 4 прикладывается напряжение (Е + ЧBbw ) . Ч)- e . При этом величина входного напряжения преобразователя 2 равна
1отк р откр и может быть выбрана равной или больше максимального зйачения напряжения питания Е а„о. В частном случае, если Чеьп = Е макс, Емин
IIpH с . р T Vg)(пр Е а к и IIpH откр. = 0 ° Ч вх. пр = Еиин+Ч еь!х= Емакс (Ча-е от t) .
В результате при любой неисправности, приводящей к постоянному открытому состоянию регулирующего транзистора 1, или при пробое перехода
5 l0
25 коллектор-эмиттер этого транзистора перенапряжения и перегрузки по току на выходах преобразователя 2 исключаются, так как входное напряжение преобразователя всегда равно или меньше максимальной величины напряжения питания.
При изменении знаков (полярности) напряжения Е на входных шинах питания устройства прохождение этого напряжения на входы и выходы преобразователя 2 блокируется запиранием диодов 3 и 5, что препятствует шунтированию шин первичного источника малыми величинами сопротивлений и развитию токов короткого замыкания. К дополнительным положительным свойствам устройства следует отнести уменьшение габаритов фильтра, так как в нем реализуется принцип частичной модуляции, и уменьшение остаточных потерь мощности путем лучшего использования транзисторов, так как увеличение уровня входного напряжения преобразователя для заданной мощности ведет к уменьшению коммутационных токов в них.
Предлагаемое устройство обладает повышенной надежностью, благодаря
Реализации в нем защитных свойств от перенапряжений в нагрузках и от переполюсовки напряжения электропитания, способному привести к перегрузкам по току и отказу устройства; повышенным КПД, например,до 75% на выходную мощность 40 Вт (5 В, 8 А) при электропитании напряжением 20..., 32 В, благодаря переходу к входному напряжению преобразователя от 18 В в известном устройстве к 30 В в предлагаемом УСтройстве и снижению, соответственно, коммутационных токов в 1,6-1,7 раза.
Применение предлагаемого устройства, например, для вычислительных комплексов автономных объектов позволяет обеспечить их бесперебойное электропитание посредством параллельного соединения выходов резервных и основных преобразователей без дополнительных защитных устройств.
Формула изобретения
Стабилизатор входного напряжения преобразователя по авт.св. Р 264484, о т л и ч а ю щ и и сятем,,что, с целью обеспечения защиты от перенапряжений и перегрузки по току, в него введены диоды, у которых электрод одного диода соединен с одноименным электродом другого диода и подсоединен к входу фильтра, другой электрод первого диода подсоединен к силовому электроду регули981977
6-е
ИC.
ВНИИПИ Заказ 9710/67 Тираж 914 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рукщего транзистора, подключенного к шине первичного источника электропитания, а другой электрод второго диода соединен с одним из выходов постоянного тока преобразователя, другой выход которого подсоединен к другому силовому электроду регу лирукщего транзистора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 264484, кл. Н 02 М 1/14, 1968.