Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е,982164

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.04.81 (21) 3269829/24 — 07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 М 3 335 фвударвтвапвх квиитвт

СССР ав леаи «зоврвтеххх в епрытий

Опубликовано 15 12.82. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12,82 (53) УДК 621З14.

58 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. А. Толмириди и М. А. Ягупов

Пензенское производственное. объединение "Элект (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания для преобразования

:и стабилизации постоянного напряжения.

Известен преобразователь напряжения, содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор, усилитель мощности, выпрямитель, фильтр, цепь обратной связи, делитель частоты и два селектора, вход делителя частоты подключен к выходу задаю-1в щего генератора, входы селекторов к выходу делителя частоты и выходу коммутатора, а. выходы селекторов к входу усилителя мощности (11.

Недостатком этого преобразователя является токовая перегрузка силовых транзисторов во время пуска, когда проходит переходной процесс заряда выходных конденсаторов.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения, в котором исключен указанный недостаток благодаря главному нарастанию при пуске длительности импульсов, открывающих силовые транзисторы. Этот преобразователь содержит силовой

2 выпрямитель с фильтром, подключенный к выходному трансформатору двухтактного усилителя мощности на силовых транзисторах, базы которых соединены с выводами полуобмоток трансформатора управляющего предварительного усилителя н через диоды подключены к выводам полуобмоток трансформатора запирающего предварительного усилителя, выполненных по двухтактной схеме на транзисторах, причем базы транзисторов первого иэ них соединены с выходами первой пары, а базы транзисторов второго — с выходами второй пары логических элементов И, первые входы первой пары этих. элементов соединены с выходами первого, делителя частоты, а первые входы второй пары этих элементов соединены с выходами второго делителя частоты, вторые входы первой пары элементов И соединены через первый инвертор со вторыми входами второй пары элементов

И, первый вход широтно — импульсного модулятора соединен через первый конденсатор с выходом формирователя пилообразного напряжения, а второй вход,— с выходными выводами преобразователя, входы делителей частоты сое-, 982164 4 второй пары к выходам второго делителя частоты 26. Задающий генератор 27 связан с я входом второго делителя частоты через второй инвертор 28, а с входом первого и с входом формирователя пилообразного напряжения 29 непосредственно. На выходе вспомогательного стабилизатора 30 установлены первый делитель напряжения на резисторах 31 и 32, второй делитель на резисторах 33 и 34, опор1О ный источник 35. Средняя точка первого делителя соединена с инвертирующим входом 36 о компаратора 37. На выход опорного источника

35 подключена интегрирующая цепь из резистоия ра 38 и конденсатора 39, средняя точка которого через резистор 40 соединена с инвертирующим входом 41 компаратора 37, подключенным через ; кондсентатор 42 к выходу форя- мирователя пилообразного напряжения 29 и через конденсатор 43 к средней точке второго делителя напряжения, которая подключена к не х инвертирующему входу 44 широтно — импульсного модулятора, а его инвертирующий вход 45 подключен через прямой диод 46 к входу 36 коми паратора 37 и к выходу фильтра 2 непосредстч- зч венно, выход компаратора 37 соединен с третьими входами первой пары схем совпадения, вход инвертора 24 соединен с выходом схемы совпадения 47, к одному входу которой подключен выход широтно — импульсного модулятора

23, к другому — выход компаратора 37.

3 динены между собой через второй инвертор, причем вход последнего подключен к выходу задающего генератора и к входу формировател пилообразного напряжения, и вспомогательный стабилизатор напряжения, к выходу которого подключены источник опорного напряжения, первый и второй двухреэистивные делители на пряжения, причем средняя точка первого дели теля напряжения подключена к первому входу компаратора и через обратно включенный диод — к второму входу широтно — импульсного модулятора, первый вход которого соединен с средней точкой второго делителя напряжения, выход формирователя пилообразного напряжен через второй конденсатор соединен с вторым входом компаратора и через резистор — со средней точкой интегрирующей RC-цепи, подключенной к выходу источника опорного напр жения (2).

Недостатками данного преобразователя является отсутствие активного эапирания силовь транзисторов в процессе пуска (в течение нескольких периодов работы преобразователя) и как следствие этого, несимметрия длительност импульсов напряжения, приложенного к перви ным полуобмотками выходного трансформато ра, одностороннее насыщение сердечника этого трансформатора и токовая перегрузка одного из силовых транзисторов в конце полупериода

Цель изобретения — повышение надежности

Цель достигается тем, что в преобразователь, введен дополнительный логический элемент И, один вход которого соединен с выходом компаратора, другой вход — с выходом широтно— импульсного модулятора, а выход — с вторыми входами первой пары элементов И, На чертеже показана принципиальная электрическая схема преобразователя.

Стабилизированный преобразователь содержит выпрямитель 1 с фильтром 2, подключенный

40 к выходному трансформатору двухтактного усилителя мощности на транзисторах 3 и.4, базы которых соединены через резисторы 5 и

6 с полуобмотками 7 и 8 трансформатора 9 управляющего предварительного усилителя на транзисторах 10 и 11, и через диоды 12 и 13

45 с полуобмотками 14 и 15 трансформатора 16 ° запирающего предварительного усилителя на транзисторах 17 и 18. Базы транзисторов управляющего предварительного усилителя подключены к выходам первой пары логических элементов И 19 и 20, а базы транзисторов запирающего — к выходам второй пары логических элементов И 21 и 22. Первые входы первой пары соединены с выходом широтно— импульсного модулятора 23, а первые входы второй пары с выходом инвертора 24. Вторые входы первой пары подключены к выходам первого делителя частоты 25, втопые входы

Устройство работает следующим образом.

В первый момент времени после включения напряжение на выходе устройства, а следовательно, и на инвертирующем входе 45 широтно— импульсного модулятора 23 равно нулю. На выходе его устанавливается напряжение, отпирающее схемы совпадения 19, 29 и 47. Напряжение на конденсаторе 39 в первый момент времени также равно нулю. Следовательно равно нулю и напряжение на неиквертирующем входе

41 компаратора 37. На выходе компаратора 37 устанавливается напряжение, запирающее схемы совпадения 19, 29 и 47. Так как выход схемы совпадения 47 связан с входами схем совпадения 21 и 22 через инвертор 24, то при запертой схеме совпадения 47 схемы совпадения 21 и 22 открыты и импульсы с выходов делителя частоты 26 поступают на базы транзисторов 17 и 18 запирающего предварительного делителя, отпирая их на время длительности импульса. На обмотках трансформатора 16 формируется двухполярное прямоутольное напряжение, которое, поступая через диоды 12 и 13 на базы транзисторов 3 и 4, обеспечивает поддержание на их переходах база — змиттер запирающего напряжения. По мере заряда конденсатора 39 на выходе компаратора 37 формируется последовательность импульсов.

982164 длительность которых возрасает от нуля до утсановившегося значения. Эти импульсы, поступая на входы схем совпадения 19 и 20, открывают их на время длительности импульса, обеспечивая прохождение на это время S импульсов с выходом делителя частоты 25 на базы транзисторов 10 и 11 и формирование управляющего напряжения на обмотках трансформатора 9. Одновременно импульсы с выхода компаратора 37 поступают на вход схемы 10 совпадения 47, отпирая ее на время длительности импульса, С выхода схемы совпадения

47 импульсы через инвертор 24 поступают на входы схем совпадения 21 и 22, запирая их на время длительности импульса, формируемого 1S на выходе компаратора 37. По мере нарастания напряжения на конденсаторе 39 коэффициент заполнения импульсов на выходе компаратора 37 и на обмотках трансформатора 9 увеличивается, а на обмотках трансформатора 2О

16 уменьшается, причем момент формирования импульсов на обмотках трансформатора 9 совпадает с моментом формирования паузы в запирающем напряжении, снимаемом с обмоток

14 и 13 трансформатора 16. 2S

Следовательно, сразу же после окончания управляющего импульса, формируемого, допустим, на полуобмотке 7 трансформатора 9, с полуобмотки 14 трансформатора 16 через диод щ

12 на базу ранее открытого транзистора 3 поступает напряжение, обеспечивающее его формированное запирание. По мере приближения выходного напряжения к номинальному значению на выходе широтно — импульсного модуля35 тора формируются импульсы, длительность которых уменьшается по мере увеличения выходного напряжения. В момент, когда длительность импульсов на,выходе широтно — импульсного модулятора 23 станет меньше длительности 4, выходных импульсов компаратора 37, работой устройства начинает управлять широтно — импульсный модулятор 23, обеспечивая стабилизацию выходного напряжения конвертора..

Таким образом, в предлагаемом устройстве как в установившемся режиме, так и во время запуска, определяемого от момента включения до установления на выходе конвертора номинального напряжения, на обмотках трансформаS0 тора 16 формируется запирающее напряжение, обеспечивающее форсированное запирание транзисторов 3 и 4 сразу же после включения устройства. Тем самым устраняется опасность возникновения значительной асимметрии по длительности импульсов, формируемых каждый полупериод транзисторами 3 и 4. При этом исключается воэможность одностороннего насы1иепия сердечника трансформатора усилителя мощности во время запуска и связанное с этим появление всплесков коллекторного тока, во много раз превышающих ток транзистора в установившемся режиме. Все это повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой выпрямитель с фильтром подключенный к выходному трансформатору двухтактного усилителя мощности на силовых транзисторах, базы ко-. торых соединены с выводами полуобмоток трансформатора управляющего предварительного усилителя и через диоды подключены к выводам полуобмоток трансформатора запирающего предварительного усилителя, выполненных по двухтактной схеме на транзисторах, причем базы транзисторов первого из них соединены с выходами первой пары, а базы транзисторов второго — с выходами второй пары логических элементов И, первые входы первой пары этих элементов соединены с выходами первого делителя частоты, а первые входы второй пары этих элементов соединены с выходами второго делителя частоты, вторые входы первой пары элементов И соединены через 1тервый инвертор с вторыми входами второй пары элементов И, первый вход широтно — импульсного модулятора соединен через первый конденсатор с выходом формирователя пилообразного напряжения, а второй вход — с выходными выводами преобразователя, входы делителей частоты соединены между собой через второй инвертор, причем вход последнего подключен к выходу задающего генератора и к входу формирователя пилообразного напряжения, и вспомогательный стабилизатор напряжения, к выходу которого подключены источник опорного напряжения, первый и второй двухрезистивные делители напряжения, причем средняя точка первого делителя напряжения подключена к первому входу компаратора и через обратно включенный диод — к второму входу широтно — импульсного модулятора, первый вход которого соединен со средней точкой второго делителя напряжения, выход формирователя пилообразного напряжения через второй конденсатор соединен с вторым входом компаратора и через резистор — со средней точкой интегрирующей

RC- цепи, подключенной к выходу источника опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен дополнительный логический элемент И, один вход которого соединен с выходом компаратора, другой вход — с выходом широтно — импульсного модулятора, а выход —.

982164

Составитель В, Моин

Техред Ж.Кастелевич

Корректор И. ВатРУшкина

Редактор К. Волощук

Заказ 9731/77

Тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва X-35Раушская наб. Л. J45

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное с вторыми входами первой пары элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 479101, кл. С 05 F 1/64, 1975.

2, Авторское свидетельство СССР Р 748721, кл. Н 02 М 3/335, 1980.