SU1012224A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой усилитель мощности с трансформаторным выходом, входом подключенный к входным клеммам , а выходом св занный с выходными клеммами, генератор пилообразного напр жени , выходом непосредственно подключенный к первому входу узла сравнени  и через узел синхронизации соединенный с входом триггера, усилитель обратной св зи, подсоединенный первым входом к выходу узла этсшонного напр жени , вторым входом соединенный с выходными клеммами, а выходом подключенный к второму входу узла Сравнени , два логических элемента И, выходами подключенных к входам управлени  усилител  мощности , первыми входами подсоединенных к выходу узла сравнени , а вторыми входами соответственно соединенных с противофазными выходами триггера, отл ич ающий с  тем, что, с целью повышени  КПД с одновременным повышением надежности, в него введены RS-триггер и формирователи импульсов, входами подключенные па- . раллельно силовым выводам ключей уси- лител  мощности, причем первые входы $ подсоединены к общей точке ключей (О усилител  мощности, а выходами соединены с входами RS-триггера, выс ходы которого подсоединены к третьим входам логических элементов И, причем вход и соответствующий ему выход RS-триггера св заны со смежными ключами усилител  мощности, to to to 4

Description

2. Преобразователь по п. 1, о т .личающийс  тем, что формирователь импульсов содержит последовательно включенные между его входами конденсатор, первый резистор

и параллельно соединенные второй резистор и диод, причем обща  точка первого и второго резисторов подключена к выходу, а другой вывод второго резистора - к первому входу.

Изобретение относитс .к электронике и может найти применение в системах вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры широког дрименени . Известен стабилизированный преоб разователь посто нного напр жени , содержащий задающий генератор, гене ратор пилообразного напр жений, ком паратор, триггер, селекторы, усилите мощности и блок обратной св зи til Недостатком известного преобразовател   вл етс  Нсшичие сквозного тока, который обусловлен инерционностью электронных ключей. По вление сквозного тока вызывает дополнител ные потери мощности и существенно . снижает надежность работы электронных ключей преобразовател , вплоть до выхода: их и.з стро . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь, содержащий ключевой усилитель мощности с трансформаторным выходом, входом подключенный к входным клеммам, а выходом св занный с выходными клеммами, гене ратор пилообразного напр жени , выхо дом непосредственно подключенный к первому входу узла сравнени  и через узел синхронизации соединенный с вхо дом триггера, усилитель обратной св  зи, подсоединенный первым /входом к выходу узла эталонного напр жени , вторым входом соединенный с входными клеммами, а выходом подключенный к входу узла сравнени , два логических элемента И, выходами подключенных к входам управлени  усилител  мощности , первыми входами подсоединенных к выходу узла сравнени , а вторыми входами соответственно соединен ных с противофазными выходами триггера 21. Недостатками известного устройства  вл ютс  низкий КПД и мала  надежность , обусловленна , во-первых, наличием сквозных токов в усилителе мощности и, во-вторых, возможностью в переходных режимах либо при воздействии внешних помех повтор ного включени  ранее насыщенного транзистора усилител  мощности, что вызывает насы1г1ение его трансформатог ра и приводит к отказу всего устройства . Цель изобретени  - повышение КПД с одновременным повышением надежности стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий ключевой усилитель мощности с трансформаторным выходом, входом подключенный к входным клеммам, а выходом св занный с выходными клеммами, генератор пилообразного напр жени , выходом непосредственно подключенный к первому входу узла сра:внени  и через узел синхронизации соединенный с входом триггера, усилитель обратной св зи, подсоедйненный первым входом к выходу узла эталонного напр жени , вторым входом соединенный с выходными клеммами, а выходом подключенный к второму входу узла сравнени , два логических элемента И, выходами подключенных к входам управлени  усилител  мощности, первыми входами подсоединенных к выходу узла сравнени , а вторыми входами соответственно соединенных с противофазными выходами триггера, введены RS-триггер и формирователи импульсов, входами подключенные параллельно силовым выводам ключей усилител  мощности, причем первые входы подключены к общей точке ключей усилител  мощности, а выходами соединены с входами RSтриггера , выходы которого подсоединены к третьим входам логических элементов И, причем вход и соответствующий ему выход RS-триггера св заны со смежными ключами усилител  мощности. Формирователи импульсов включают в себ  последовательно включенные между их входами конденсатор, первый резистор и параллельно соединенные второй резистор и диоД, обща  точка первого и второго резисторов подключена к выходу, а другой,вывод второго резистора - к первому входу формирователей . На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени  содержит ге- . нератор 1 пилообразного напр жени , усилитель 2 обратной св зи, соедиванный с входом-узла 3 сравнени , другим входом соединенного с генератором 1 и охваченного обратной св зь посредством резистора 4, коммутатор 5, состо щий из двух логических- элементов И б и 7, триггер 8, который через узел 9 синхронизации подключен к выходу генератора 2, усилитель 10 мощности, состо щий из двух смежных транзисторов 11 и 12, включенных в двухтактную схему инвертора совместно с трансформатором 13, выходом подключенного к выпр мителю 14 сфильтром, RS-триггер 15, подключен ный входом S через формирователь 16 импульса параллельно переходу эмиттер - коллектор транз,йстора 11, входом R - через второй формирователь 17 импульсов параллельно тому же переходу транзистора 12. Пр мой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам логических элементов И 7 и б, другие входы которых подключены к выходу узла 3 сравнени  и парафазным выходам триггера 8, а выходы - к входам усилите л  10 мощности. Выход выпр мител  1  вл ющийс  одновременно выходом ста билизатора/ подключен к входу усили тел  2 обратной св з.и. Формирователи 16 и 17 импульсов включают в себ  последовательно вкл ченные между их входами конденсатор 18, первый резистор 19 и паралелльн соединенные второй резистор 20 и ди од 21, причем обща  точка резисторо 19 и 20 подключена к выходам формир вателей 16 и 17, Работа устройства иллюстрируетс  временными диаграммами напр жений, приведенными на фиг. 2, где а - вхо ные напр жени  узла 3 сравнени ; б - выходное -напр жение узла 3 срав нени  в, г - выходные напр жени  триггера 8; д - выходное напр жение логического элемента И 6} е - выход ное напр жение логического элемента И 7 J ж - напр жение выходной обмотки трансформатора 13 усилител  1 мощности 3 - выходное напр жение формировател  16 импульсов/ и - выходное напр жение формировател  17 импульсов) к, л - выходные напр жени  триггера 15, Работа стабилизированного преобразовател  посто нных напр жений ос ществл етс  следующим образом. Пилообразное напр жение генератора 1 подаетс  на неинвертирующий вход узла 3 сравнени / на инвертирующий вход которого поступает напр жение усилител  2, пропор циональное выходному напр жению устройства (фиг. 2а). На выходе узла 3 сравнени  формируютс  пр моугольные импул сы, длительность которых обратно пропорциональна выходному напр жению (фиг. 2б).Эти импульсы совместно с 1мпульсами триггера 8 (фиг. 2в и г) поступают на входы элементов И 6 и 7 коммутатора 5, по сигналам которого (фиг. 2д и е). усилитель 10мощности генерирует напр жение пр моугольной фор№л в выходной обмотке трансформатора 13 (.фиг. 2ж). При работе усилител  10 мощности транзистора 11 и 12 попеременно открываютс  и закрываютс . Например, если транзистор 12 закрыт, а транзистор 11открыт, импульсы с формирователей 16 и 17, представл ющие собой продифференцированные импульсы с транзисторов 11 и 12, устанавливают триггер 15 к состо ние, разрешающее прохождение управл ющего сигнала через элемент И 6, так как на инверсном выходе триггера 15 по вл етс  сигнал логической единицы (фиг. 2л), и запрещающее прохождение сигнала через элемент И 7, так как на пр мом выходе триггера 15 присутствует логический нуль (фиг. 2к). По окончании действи  управл ющего сигнала транзистор 11 закрываетс  и импульс с формировател  16 (фиг. 2а) смен ет состо ние триггера 15 на противоположное , т.е. теперь открыватьс  имеет возможность транзистор 1,2. Если транзисторы 11 и 12 усилител  10 мощности имеют большое врем  спада, то задний фронт импульса на обмотке трансформатора 13 зат гиваетс  (фиг, 2ж) по сравнению с управл ющим импульсом. Последнее может привести в известном стабилизаторе к перекрытию разнопрл рных импульсов и по влению сквозг ного тока. В предложенном -стабилизаторе триггер 15 запрещает прохождение управл ющего импульса на один из . транзисторов, пока смежный транзистор не закроетс , поэтому режим сквозного тока в предложенном стабилизаторе невозможен. Формирователи импульсов 16 и 17 .устран ют возможность по влени  на входах триггера 15 -одновременно сигналов логической единицы, что недопустимо дл  RS-триггеров . Длительность импульсов формирователей 16 и 17 выбирают достаточной дл  срабатывани  триггера 15. Дополнительным преимуществом предложенного стабилизатора  вл етс  то, что он устран ет возможность по влени  в усилителе 10 мощности сдвоенных импульсов, возникающих при кратковременном отключении нагрузки. При воздействии на стабилизатор помехи (фиг. 2а), возникающей при . кратковременном отключении нагрузки, импульсы на выходе узла 3 сравнени  могут отсутствовать (фиг. 2б). Последнее может привести в известном стабилизаторе к по влению импульса той же пол рности, что и предыдущий

(фиг. 2ж). Эти сдвоенные импульсы насыщают трансформатор 13 усилител  10 мощности, в результате транзисторы 11 и 12 выход т из стро . В предложенном преобразователе триггер 15 обеспечивает чередование импульсов разной пол рности на трансформаторе 13 усилител  10 мощности.

Таким образом, устранение сквозного тока позр.ол ет повысить КПД

устройства по сравнению с известны- V ми за счёт исключени  дополнительных потерь в усилителе мощности. Существенно повышаетс  также надежность за счет устранени  как сквозного тока, так и возможности по влени  в усилителе мощности сдвоенных импульсов , возникающих при кратковременном отключении нагрузки .

Claims (2)

1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой усилитель мощности с трансформаторным выходом, входом подключенный к входным клеммам, а выходом [связанный с выходными клеммами, генератор пилообразного напряжения, выходом непосредственно подключенный к первому входу узла сравнения и через узел синхронизации соединенный с входом триггера, усилитель обратной связи, подсоединенный первым входом к выходу узла эталонного напряжения, вторым входом соединенный с выходными клеммами, а выходом подключенный к второму входу узла сравнения, два логических элемента И, выходами подключенных к входам управления усилителя мощности , первыми входами подсоединенных * к выходу узла сравнения, а вторыми входами соответственно соединенных с противофазными выходами триггера, отл ич ающий с я тем, что, с целью повышения КПД с одновременным повышением надежности, в него введены RS-триггер и формирователи импульсов, входами подключенные па- . раллельно силовым выводам ключей уси~_с лителя мощности, причем первые входы подсоединены к общей точке ключей усилителя мощности, а выходами соединены с входами RS-триггера, выходы которого подсоединены к третьим входам логических элементов И, причем вход и соответствующий ему выход RS-триггера связаны со смежными ключами усилителя мощности, . SU ...1012224

2. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что формирователь импульсов содержит последовательно включенные между его входами конденсатор, первый резистор и параллельно соединенные второй ре· зистор и диод, причем общая точка первого и второго резисторов подключена к выходу, а другой вывод второго резистора - к первому входу.