SU1023310A1

SU1023310A1 - Stabilized voltage converter

Info

Publication number: SU1023310A1
Application number: SU813301961A
Authority: SU
Inventors: Валентин Алексеевич Маркелов; Николай Михайлович Целикин; Николай Евдокимович Комраков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4812
Priority date: 1981-06-18
Filing date: 1981-06-18
Publication date: 1983-06-15

Abstract

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий вспомогательный узел питани , задающий геиератор, выход которого соединен с входом формировател пилообразного, напр жени и входом делител частота / два выхода которого подключены к первым входе соответствующих селекторов , вторые и третьи входы которых соединены с выходами соответственно широтно-импульсного модул тора и генератора импульсов нарастаю- , щей длительности, содержащего компаратор , выход которого вл етс .выходом генератора, а первый вход входом генератора, к второму входу крмпаратора подклюрчены первые вывода резистора и конденсатора, вторые выводы которых соединены соответст- i венно с выходом вспомогательного узла питани и общей шиной, выход формировател пилообразного напр жени подключен к первому входу широтноимпульсного модул тора и входу генератора импульсов .нарастающей длительности , выход согласующего усилител соединен с входом усилител мощности , к выходу которого подключены последовательно соединенные выпр митель и сглаживающий фильтр, выход фильтра подключен к второму входу г широт р-импульсного модул тора и вл етс выходом устройства, о т л иj4 а ю щ и и с тем, что, с целью повышени надежности, устранени перегрузок устройства и уменьшени (Г помех в сети, в него введены пороговый блок и три ключа, npjH4eM к выхоС ду вспомогательного узла питани подключен вход порогового блока, выход которого соединён с управл ющими входами ключей, два из которых включены между выходами селектбров и рходами согласующего усилител , а |третий - между общей шиной и вторым входом компаратора генератора импульi .coB нарастающей длительности.A STABILIZED VOLTAGE TRANSMITTER containing an auxiliary power supply unit specifying a geyrator whose output is connected to the input of the sawtooth former, voltage and the input of the frequency divider / two outputs of which are connected to the first input of the corresponding selectors, the second and third inputs of which are connected to the outputs according to the width and pulse width of the pulse width switch, respectively. torus and pulse generator of increasing duration, containing a comparator, the output of which is the output of the generator, and the first input is the generator The first terminals of the resistor and capacitor, the second terminals of which are connected respectively to the output of the auxiliary power supply unit and the common bus, are connected to the second input of the crmparator, the output of the sawtooth shaper, is connected to the first input of the pulse width modulator and the input of the pulse generator. the output of the matching amplifier is connected to the input of the power amplifier, to the output of which a series-connected rectifier and a smoothing filter are connected, the output of the filter is connected n to the second input r of the latitude of the p-pulse modulator, and is the output of the device, which means that, in order to increase reliability, eliminate device overloads and reduce (H interference in the network, threshold unit and three keys, npjH4eM to the output of the auxiliary power supply unit are connected to the input of the threshold unit, the output of which is connected to the control inputs of the keys, two of which are connected between the outputs of the selectraves and rods of the matching amplifier, and the third between the common bus and the second input of the comparator impu generator Either .coB increasing duration.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл формировани стабилизированного напр жени питани электронньлх устройств, Известно устройство, содержащее задающий генератор, генератор пилообразного напр жени , компаратор, де литель частоты, два селектора, усилитель мощности, выпр митель, фильтр и цепь обратной св зи, причем вход .делител подключен к задающему генератору , входы селекторов к выходам делител и выходу компаратора, а выходы селекторов ко входу усилител мощности ll. Однако в известном устройстве при его включении и выключении на вход- усилител мощности поступает не сформированный по амплитуде, длитель ности и фазе сигнал управлени , при котором ключевые элементы усилител работают в линейном режиме, через них протекает сквозной ток и ток насыщени силового трансформатора, в результате чего на ключевых элементах в течении достаточного продолжительного времени рассеиваетс больша мощность и от питающей сети потребл етс большой ток, а это снижает надежность всего устройства и создает перегрузку и помеху в питающей сети. Причиной по влени несформированного сигнала управлени - вл етс то, что функциональные элементы устройства управлени , как вс кое электронное устройство, выпол н ют свои функции только при ограни ченном диапазоне величин питающего напр жени , выше и ниже которого их работоспособность не гарантируетс . Вследствие этого при включении и вы ключении устройства в течение време ни, когда напр жение питани функциональных элементов устройства управлени меньше своего минимальнодопустимого значени , на вход усили тел мощности, поступает несформированный по амплитуде, длительности и фазе сигнал, при котором силовые элементы усилител не вход т в режи насыщени , через них протекают скво . ные токи и токи насыщени силового трансформатора. Все это приводит к существенной перегрузке усилител по току и мсадности, что повышает веро тность выхода его силовых элементов из стро и потому снижает на дежность известного устройства и со дает перегрузку и помеху в питающей -сети. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство, содержащее силовой выпр митель с фшмтром, подкл ченный к трансформатору двухтактног усилител мощности на силовых транзисторах , базы которых подсоединены через резисторы к полуобмоткам тран форматора предварительного усилител на транзисторах и через диоды - к полуобмоткам трансформатора, запирающего предварительного усилител на транзисторах. Базы транзисторов управл ющего усилител Подключены к выходам первой пары элементов И, а базы запирающего к выходам второй пары элементов И. Первые входы первой пары соединены с выходом широтно-импульсного модул тора непосредственно/ а первые входы второй пары через первый инверт,ор, вторые же входы первой пары подключены к соответствующим входам первого делител частоты , а второй пары к соответствую- . щим выходам второго делител частоты. Задающий генератор устройства св зан с входом второго делител частоты через второй инвертор, а с входом первого и входом формировател пилообразного напр жени непосредственно. Устройство содержит вспомогательный стабилиза- ор напр жени , на выходе которого установлен первый и второй делитель напр жени на резисторах и опорный ист рчник. Средн точка первого делител напр жени соединена с инвертирующим входом компаратора. На выход опорного источника подключена , интегрирующа цепь из резистора и конденсатора, средн точка которой через резистор соединена с неинвертирующим входом компаратора, подключенным через конденсатор к выходу формировател пилообразногр напр жени , который через другой конденсатор соединен со средней точкой второго Делител напр жени , подключенной к неинвертирующему входу широтно-импульсного модул тора, а его инвертирующий вход подключен через пр мой диод ко входу компаратора и к выходу выпр мител непосредственно 23. Однако в этом устройстве, как и в предыдущем, при его включении и выключении на в-ход усилител мощности поступает несформированный по амплитуде, длительности и фазе сигнал управлени , при котором ключевые элементы усилител работают в линейном режиме. Через них протекают сквозной ток и ток насыщени силового трансформатора, в результате чего на ключевых элементах в течение достаточно продолжительного времени рассеиваетс больша мощность, а это снижает надежность устройства. По той же причине в известном устройстве при его включении не обеспечиваетс плавное нарастание потребл емого тока, так как через усилитель мощности протекает неуправл емый ток большой величины, что нар ду с перегрузкой усилител по току и мощности .создает значительную перегрузйу ж помеху в питающей сети.The invention relates to electrical engineering and can be used to form a stabilized voltage supply of electronic devices. A device is known comprising a master oscillator, a saw voltage generator, a comparator, a frequency divider, two selectors, a power amplifier, a rectifier, a filter, and a feedback circuit. The input of the separator is connected to the master oscillator, the inputs of the selectors to the outputs of the divider and the output of the comparator, and the outputs of the selectors to the input of the power amplifier II. However, in the known device, when it is turned on and off, a control signal, which is not formed in amplitude, duration and phase, at which the key elements of the amplifier operate in a linear mode, passes through and the saturation current of the power transformer, which results in which means that large power is dissipated on the key elements for a sufficiently long period of time and a large current is consumed from the mains, and this reduces the reliability of the entire device and creates overloads and interference in the mains. The reason for the occurrence of an unformed control signal is that the functional elements of the control device, as an electronic device, perform their functions only with a limited range of supply voltage values, above and below which their operation cannot be guaranteed. As a result, when the device is switched on and off during a time when the supply voltage of the functional elements of the control device is less than its minimum acceptable value, the input of the amplifiers of the power amplifier receives a signal unformed in amplitude, duration and phase, in which the power elements of the amplifier do not enter in saturation mode, squaws flow through them. current and saturation currents of a power transformer. All this leads to a significant overload of the amplifier with respect to current and marsarity, which increases the likelihood of its power components going out of operation and therefore reduces the reliability of the known device and gives an overload and interference in the supply network. The closest to the present invention is a device containing a power rectifier with fsmtr, connected to a transformer of a two-stroke power amplifier on power transistors, the bases of which are connected through resistors to the semi-windings of the transistor preamplifier and through diodes to the semi-windings of the transformer locking the preamplifier on transistors. The bases of the transistors of the control amplifier are connected to the outputs of the first pair of I elements, and the bases of the second pair of I elements locking to the outputs. The first inputs of the first pair are connected to the output of a pulse-width modulator directly / and the first inputs of the second pair are through the first invert, op, the second the inputs of the first pair are connected to the corresponding inputs of the first frequency divider, and the second pair to the corresponding one. to the outputs of the second frequency divider. The master oscillator of the device is connected to the input of the second frequency divider via the second inverter, and directly to the input of the first and the input of the sawtooth. The device contains an auxiliary voltage stabilizer, at the output of which the first and second voltage divider on the resistors and the reference source are mounted. The midpoint of the first voltage divider is connected to the inverting input of the comparator. An integrating circuit from a resistor and a capacitor is connected to the output of the reference source, the midpoint of which is connected via a resistor to a non-inverting comparator input connected through a capacitor to the output of a saw-head voltage generator, which is connected to a non-inverting secondary capacitor through another capacitor the input of the pulse-width modulator, and its inverting input is connected via a direct diode to the input of the comparator and to the output of the rectifier directly 23. One In this device, as in the previous one, when it is turned on and off, the in-turn power amplifier receives an unformed amplitude, duration, and phase control signal, in which the key elements of the amplifier operate in a linear mode. Through them, the through current and the saturation current of the power transformer flow, as a result of which a large amount of power is dissipated on the key elements for quite a long time, and this reduces the reliability of the device. For the same reason, in the known device, when it is turned on, a smooth increase in the consumed current is not provided, because a large amount of uncontrolled current flows through the power amplifier, which, along with overloading the amplifier in current and power, creates a significant overload in the mains supply.

Цель изобретени - повышение надежности устройства, устранение перегрузок устройства и уменьшение помех в сети, создаваемых им при включении и выключении.The purpose of the invention is to increase the reliability of the device, to eliminate overloads of the device and to reduce the noise in the network created by it when it is turned on and off.

Поставленна цель достигаетс тем, что в стабилизированный преобразователь напр жени , содержащий вспомогательный узел питани , задающий генератор, выход которого соединен с входом формировател пилообраз- Ю ного напр жени и входом делител частоты, два выхода которого подключены к первым.входам соответствующих селекторов, вторые и третьи входы которых соединены с выходами соот- t5 ветственно широтно-импульсного модул тора и генератора импульсов нарас .тающей длительности, содержащего компаратор, выход которого вл етс выходом генератора, а первый вход - 20 входом генератора, к второму входу компаратора подключены первые выводы резистора и конденсатора, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом вспомогательного узла 25 питани и общей шиной, выход формировател пилообразного напр жени подключен к первому входу широтноимпульсного модул тора и входу генератора импульсов нарастающей длитель- ,.. ности, выход согласующего усилител соединен с входом усилител мощности , к выходу которого подключены последовательно соединенные выпр митель и сглаживакиций фильтр выход фильтра подколочен к второму входу широтно-импульсного модул тора и вл етс выходом устройства, введены пороговый блок и три ключа, причем к выходу вспомогательного узла питани подключен вход порогового блока, 40 выход которого соединен с управл ющими входами ключей, два из которых включены между выходами селекторов и входами согласующего усилител , а третий - между общей шиной и вто- 45 (рым входом компаратора генератора импульсов нарастающей длительности..The goal is achieved by the fact that a stabilized voltage converter containing an auxiliary power unit, a master oscillator, the output of which is connected to the input of the sawtooth voltage shaper and the input of a frequency divider, two outputs of which are connected to the first inputs of the respective selectors, the second and the third inputs of which are connected to the outputs of a correspondingly t5 pulse-width modulator and a pulse-generating generator of increasing duration, containing a comparator, the output of which is the output generator, and the first input - 20 generator input, the first terminals of the resistor and the capacitor are connected to the second input of the comparator, the second terminals of which are connected respectively to the output of the auxiliary power supply unit 25 and the common bus, the output of the sawtooth generator is connected to the first input of the pulse width modulator and the input an incremental pulse generator, .., the output of the matching amplifier is connected to the input of a power amplifier, the output of which is connected in series with a rectifier and smoothed live filter filter is hooked to the second input of the pulse-width modulator and is the device output, a threshold unit and three keys are entered, the input of the threshold unit is connected to the output of the auxiliary power node, the output 40 of which is connected to the control inputs of the keys, two of which included between the outputs of the selectors and the inputs of the matching amplifier, and the third between the common bus and the second 45 (open input of the comparator of the pulse generator of increasing duration ..

На чертеже изображена функциональ на схема предлагаемого стабилизиро- с ванного преобразовател напр жени .The drawing shows a functional scheme of the proposed stabilized voltage converter.

Устройство содержит вспомогательный узел 1 питани , задающий генератор 2, выход которого соединен с входом формировател 3 пилообразного напр жени и входом делител 4 час- тоты, два выхода которого подключены к первьм входам соответствующих селекторов 5 и 6, вторые и третьи входы которых соединены с выходами соответственно широтно-импульсного -.60 модул тора 7 и генератора 8 импульсов нарастающей длительности, содержащего компаратор-9, выход которого вл етсг . выходом, а первый вход - входом генератора, и к второму входу 65The device contains an auxiliary power supply unit 1, a master oscillator 2, the output of which is connected to the input of the saw head voltage generator 3 and the input of the frequency divider 4, two outputs of which are connected to the first inputs of the corresponding selectors 5 and 6, the second and third inputs of which are connected to the outputs respectively, pulse-width modulator 7 and modulator 7 and a generator of 8 pulses of increasing duration, containing a comparator-9, the output of which is. output, and the first input - the input of the generator, and to the second input 65

компаратора 9 подключены первые выводы резисторов 10 и конденсатора 11, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом вспомогательного узла питани и общей шино.й выход формировател 3 пилообразного напр жени подключен к первому входу генератора 8 импульсов нарастающей длительности, выход согласующег усилител 12 соединен с входом усилител 13 мощности, к выходу которо подключены последовательно соединенные выпр митель 14 и сглаживающий фильтр 15, выход фильтра 15 подключен по второму входу широтно-импульного модул тора 7 и вл етс выходо преобразовател , к выходу вспомогательного узла 1 питани .подключен вход порогового блока 16, выход которого соединен с управл ющими входми ключей 17.- 19, два из которых включены между выходами селекторов 5 и 6 и входами согласующего усилитл 12, а третий - между общей шиной и вторым входом компаратора 9 генератора 8 импульсов нарастающей длительности .the comparator 9 is connected to the first terminals of the resistors 10 and the capacitor 11, the second terminals of which are connected respectively to the output of the auxiliary power unit and the common busbar. The output of the sawtooth generator 3 is connected to the first input of the generator 8 of increasing duration, the output of the matching amplifier 12 is connected to the input of the amplifier 13, to the output of which the series-connected rectifier 14 and the smoothing filter 15 are connected, the output of the filter 15 is connected to the second input of the pulse-width modulator 7 and The output of the converter is connected to the output of the auxiliary power supply node 1. An input of the threshold unit 16 is connected, the output of which is connected to the control inputs of the keys 17.-19, two of which are connected between the outputs of the selectors 5 and 6 and the inputs of the matching amplifier 12, and the third - between the common bus and the second input of the comparator 9 generator 8 pulses of increasing duration.

1 . . one . .

Устройство работает следующим обThe device works as follows

разом.at once.

Вспомогательный узел 1 питани формирует напр жение питани функциональных элементов устройства управлени . Выходной импульсный сигнал задающего генератора 2 поступает на вход формировател 3 пилообразного напр жени и через делитель 4 частоты - на первые входы селекторов 5 и 6. При этом в течение одного периода частоты задающего генератора открыт селектор 5, а в течение следующего - селектор 6. Пилообраз но-е напр жение выхода формировател 3 поступает на первый вход широтноимпульсного модул тора 7. с выхода широтно-импульсного модул тора 7 через селекторы 5 и ,6, открытые ключи :17 и 18 и согласующий усилитель 12 на вход усилител мощности 13 поступает широтно-модулированный импульсный , сигнал. Выходное напр жение усилител мощности 13 через выпр митель 14 и сглаживающий фильтр 15 поступает на выход Устройства и на второй вход широтно-импульсного модул тора 7. Вс кое изменение под действием дестабилизирующих факторов выходного напр жени устройства приводит к компенсирующему его изменению длительности импульсов выходного сигнала Широтно-импульсного модул тора , что обеспечивает заданную стабильность выходного напр жени устройства . При включении устройства, когда выходное напр жение вспомогательного узла 1 питани меньше минимально допустимого значени , пороЬовый блок 16 находитс в выключенThe auxiliary power unit 1 forms the supply voltage of the functional elements of the control device. The output pulse signal of the master oscillator 2 is fed to the input of the former 3 of the sawtooth voltage and through the divider 4 frequencies to the first inputs of the selectors 5 and 6. At the same time, during one period of the frequency of the master oscillator the selector 5 is opened, and during the next period the selector 6. Saw the voltage of the output of the imaging unit 3 is fed to the first input of the pulse-width modulator 7. from the output of the pulse-width modulator 7 through the selectors 5 and 6, public keys: 17 and 18 and the matching amplifier 12 to the input of the power amplifier 13 width-modulated pulse signal. The output voltage of the power amplifier 13 through the rectifier 14 and the smoothing filter 15 is fed to the Device output and to the second input of the pulse-width modulator 7. Any change due to the destabilizing factors of the output voltage of the device compensates for the change in the pulse duration of the output signal Latitude -pulse modulator, which ensures the given stability of the output voltage of the device. When the device is turned on, when the output voltage of the auxiliary power supply node 1 is less than the minimum permissible value, the porous block 16 is turned off

Claims

A STABILIZED VOLTAGE CONVERTER containing an auxiliary power supply unit, specifying a generator whose output is connected and а by the input of a sawtooth. voltage and the input of the frequency divider, two outputs of which are connected to the first inputs of the respective selectors, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the pulse-width modulator and pulse generator, respectively. of duration, containing a comparator, the output of which is the output of the generator, and the first input is the input of the generator, the first terminals of the resistor and capacitor are connected to the second input of the comparator, the second terminals of which are connected respectively with the output of the auxiliary power unit and the common bus, the output of the driver sawtooth voltage connected to the first input of the pulse width modulator and the input of the pulse generator of increasing duration, the output of the matching amplifier is connected to the input of the power amplifier, to the output a rectifier and a smoothing filter are connected in series, the output of the filter is connected to the second input of a pulse-width modulator and is the output of the device, which, in order to increase reliability, eliminate device overloads and reduce network interference, ι and three keys, and the input of the threshold block is connected to the output of the auxiliary power unit, the output of which is connected to the control inputs of the keys, two of which are connected between the outputs of the selectors and the inputs of the matching amplifier I, a 'third - between the common bus and a second / alternator input of comparator momentum [cos increasing duration.

threshold K / s are introduced into it