SU1188834A1 - Преобразователь с импульсным выходным напр жением - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ИМПУЛЬСНЫМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ, содержащий управл емый инвертор, зар дный и опорный выходные трансформаторы ,- вторичные обмотки которых подключены соответственно к зар дному и опорному выходным выпр мител м, причем выходы последних включены последовательно-согласно и зашунтированы опорным конденсатором, а потенциальный выход зар дного выпр мител  образует выходной вывод, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  быстродействи  путем певезар да емкости нагрузки, с одного уровн  выходного напр жени  на другой, первичные обмотки выходных трансформаторов соединены с выходом инвертора через введенные управл емые ключи переменного тока. 2. Преобразователь по п. 1, о тличающийс  тем, что, i с целью обеспечени  нулевого уровн  выходного напр жени , зар дный СЛ трансформатор снабжен дополнительной выходной обмоткой и третьим выпр мителем , выход которого подключен параллельно опорному конденсатору.

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани  с импульсным выходным напр жением, обеспечивающими переключение уровней выходного напр жени  . Цель изобретени  - увеличение быстродействи  пе11езар да емкости нагрузки при переключении уровней выходного напр жени . На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурна  схема управл емых ключей параллельного тока; на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие принцип работы. Преобразователь (фиг. 1) содержит управл емый инвертор 1, выход . которого соединен с входом последо . нательного резонансного ЕС-1 ;онтура 2, выходом соединенного с входом 3 узла управл емых ключей 4, выход 5 которого соединен с первично обмоткой зар дного трансформатора 6. Вторична  обмотка 7 последнего соеди нена с входом зар дного выпр мител  потенциальный выход которого образуе выходной вывод устройства, подключен ный к емкости нагрузки 9. Дополнител на  обмотка 10 трансформатора 6 соед нены с входом третьего выпр мител  1 при этом выход 12 узла 4 соединен с первичной обмоткой опорного транс ,форматора 13, вторична  обмотка кото рого соединена с входом опорного выпр мител  14, которьм соединен после довательно7согласно с зар дным выпр  мителем 8. Выход последовательной цепоч1 и зашунтирован опорным конденсатором 15 и диодом 16. Выход третье го выпр мител  11 подключен параллел но опорному конденсатору 15. Выход LC-контура 2 подключен к первичным обмоткам трансформаторов 6 и 13 чере управл емые ключи 4 переменного тока схема которых показана на фиг. 2. Управл емый-ключ состоит из форми ровател  17 коммутирующих импульсов, вход 18 которого соединен с входом управлени  управл емого ключа, а выход 19 соединен с входом 20 ключа 21 переменного тока, а выход 22 соедине с входом 23 ключа 24 переменного тока , вход 25 которого соединен с входом 26 ключа 21 переменного тока .и входом 3 управл емого ключа 4, причем выход 27 ключа 21 переменного тока соединен с выходом 3 управл емо- . го ключа- 4, -а- выход 28 ключа 24 переменного тока соединен с выходом 12 управл емого ключа 4. Формирователь 17 коммутирующих импульсов состоит из D-триггера 29, D-вход которого соединен с его инверсным выходом и одним из входов элемента И -30, а пр мой вькод соединен с тактирующим входом второго D-триггера 31 и одним из входов второго элемента И 32, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 30 и пр мым выходом D-триггера 31, D-вход которого соединен с положительным полюсом источника питани , причем тактирующий вход D-триггера 29 соединен с входом 18 формировател  17, выход элемента И 29 соединен с выходом 22, а вькад элемента И 32 соединен с выходом 19 формировател  17 коммутирующих импульсов. Ключи 31 и 24 переменного тока обеспечивают коммутацию выходных цепей последовательного резонансного LC-контура 2 с входами трансформаторов 6 и 13 соответственно и собраны по известной схеме. Устройство работает следующим образом. С выхода управл емого преобразовател  1 напр жени , двупол рные, широтно-модулированные пр моугольные импульсы, поступают на вход последовательного резонансного LC-контура 2, который выдел ет первую гармонику тока. С выхода последовательного резонансного LC-контура 2 переменное напр жение, близкое по форме к синусоидальному , поступает на вход 3 уз- ла 4. В исходном состо нии при отсутствии импульсов управлени  на управл ющем входе узла 4, D-триггеры 29 и 31 формировател  17 коммутирующих импульсов наход тс  в состо нии, когда на неинверсных выходах присутствуют сигналы логического О, а на инверсных . выходах - сигналы логической 1. Это обеспечиваетс  предварительной установкой по входам R и S. Поэтому элементы И 30 и 32 закрыты и на их выходах - сигнал логического 0. Ключи 21 и-24 переменного токатакже закрыты, и на их выходах отсутствует переменное напр жение, подаваемое на вход 3 узла 4 управлени . По приходу импульса управлени  (фиг. За, момент t) D-триггеры 29 и 31 измен ют свои состо ни , т.е. на неинверсных выходах присутствуют сигналы логической 1, а на инверсных - логического 0. Элемент И 30 при этом не измен ет своего состо - ни  (фиг . Зв, момент t.), так как на одном из его входов - сигнал лог ческого О, а элемент И 32 переключа етс  и. на выходе его - сигнал логической 1 (фиг. 36, момент t). Этот сигнал присутствует на входе 20 ключа 21 переменного тока и открыва его. При этом переменное напр жение подаваемое на вход 26 ключа 21 пере менного тока, присутствует на его выходе 27 и на выходе 5 узла 4. Пер менное напр жение с выхода 5 узла 4 поступает на вход зар дного трансформатора 6. Напр жение, снимаемое С вторичной обмотки 7, выпр мл етс  зар дным выпр мителем 8, и емкость нагрузки 9 зар жаетс  до требуемого на выходе устройства напр жени  (фиг. Зг). Напр жение, снимаемое с дополнительной обмотки 10, выпр м л етс  третьим выпр мителем 11, и опорный конденсатор 15 также зар жаетс  до требуемого напр жени . Напр жение на обмотке 10 должно быт выше, чем на обмотке 7. Поэтому напр жение на конденсаторе 15 будет вьше, чем напр жение и.. на - емкости нагрузки 9. Величину напр ж ни  превьппени  можно определить из выражени  - (1) AU,Uc,y-Uc9 /2Ug., где и. - напр жение необходимое дл  запирани  одного диода вьтр мител  14. Емкость опорного конденсатора 15 выбираетс  в 200-300 раз больше, чем емкость нагрузки 9, что позвол  ет получить минимальное напр жение при его дозар де. По приходу следующего импульса управлени  (фиг. За, момент t,) D-триггер 29 измен ет свое состо ние , т.е. на неинверсном выходе - сигнал логического О, а на инверсном - логической 1. Состо ние D-три гера 31 не измен етс , оно не измен етс  и далее. Теперь элемент И 30 открыт и на его выходе находитс  сигнал логической 1 (фиг. Зв, момент tj), а элемент И 32 заперт и на его выходе .-сигнал логического О (фиг. 36, момент t). Поэтому ключ 21 переменного тока закрыт, а ключ 24 переменного тока открыт и на выходе 12 .узла 4 присутствует переменное напр жение, которое поступает на вход опорного трансформатора 13. Снимаемое с его выхода напр жение выпр мл етс  опорным выпр мителем 14, Суммарное напр жение на емкости наггрузки 9 и выходе вьтр мител  14 превышает напр жение на опорном конденсаторе 15. При этом выпр митель 14 открываетс , и начинает npoTejcaTb ток перезар да по цепи; нагрузка 9, опорный выпр митель 14, опорньй конденсатор 15, т.е. емкость нагрузки 9 начинает разр жатьс , а опорный конденсатор 15 дозар жатьс . Напр жение на выходе опорного .вьтр мител  15 должно быть таким же, как   напр жение на выходе выпр мител  9, чтобы разр д емкости нагрузки 9 был практически полным, т.е. U где и - напр жение на выходе выпр мител  14. Разр д емкости нагрузки 7 происходит стабильным током, и врем  разр да можно определить из выражени  t УлСэ Icr.5 Зар д, переданньш на емкости 9, можно записать как . Я9 Сэ-иэ- 3) А зар д, полученньш конденсатором 15, можно записать как 4if dU,j. Так как . то величину повышени  напр жени  на конденсаторе 15 можно определить из выражени  u §J-U3. Так как емкость конденсатора 15 много больше емкости конденсатора 9, то величина будет невелика. По приходу следующего импульса управлени  (фиг. За, момент t-) цикл работы повтор етс .

4

4

JL vj

t-J

Чэ

осГ

t

СчУ

04J

14

f

:

s

«

t

Со

:::

:::

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ИМПУЛЬСНЫМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ, содержащий управляемый инвертор, зарядный и опорный выходные трансформаторы,- вторичные обмотки которых подключены соответственно к зарядному и опорному выходным выпрямителям, причем выходы последних включены последовательно-согласно и запгунтированы опорным конденсатором, а потенциальный выход зарядного выпрямителя образует выходной вывод, отл'ичающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия путем перезаряда емкости нагрузки, с одного уровня выходного напряжения на другой, первичные обмотки выходных трансформаторов соединены с выходом инвертора через введенные управляемые ключи переменного тока.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, ^{7 7} о с целью обеспечения нулевого уровня <£ выходного напряжения, зарядный трансформатор снабжен дополнительной выходной обмоткой и третьим выпрямителем, выход которого подключен параллельно опорному конденсатору.

оо □о Q0 ОО >

1188834 2