SU1325635A1 - Стабилизированный преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано дл  вторичных источников питани . Цель изобретени  - улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности. Преобра- збватель содержит помехоподавл ющий фильтр 1,сетевой выпр митель 2, од- нотактный преобразователь 3, выходной выпр митель 4, ключ 5, цепь 6 задержки нарастани  тока ключа 5,выходной фильтр 7, цепь 8 задержки нарастани  напр жени  на ключе 5. Дополнительный источник 9 питани  содержит на выходе выпр митель 23 и стабилизатор 11 напр жени . Блок 10 управлени  выполнен на задающем генераторе 12, генераторе пилообразного напр жени  13, компараторе 14, усилител х 15, 24 и 25, элементах И 17 и 21, цеп х задержки 16 и 18. Введение в блок 10 пороговых элементов 19, 20 и 22 и подключение блока 10.к напр жению сети обеспечивает надежное управление преобразователем 3 и ключом 5 за счет исключени  сетевого фильтра с ограничением тока зар да фильтра и обеспечени  гарантированного сдвига на включение - выключение транзисторов. Выбор алгоритма работы обеспечивает защиту транзисторов от входных перенапр жений без дополнительных устройств защиты. 2 ил. S 7 W 00 to ел о оо О1 J

Description

. 1 1325635 Изобретение относитс  к преобразоже р 

нательной технике и может быть использовано с системах вторичного электропитани .

Цель изобретени  - улучшение мас- согабаритных показателей и повьшшние надежности.

На фиг. 1. представлена схема преобразовател ; напр жени .

на фиг.2 - диаграммы

Стабилизированный преобразователь напр жени  содержит последовательно соединенные помехоподавл ющий фильтр 1, сетевой выпр митель 2, однотактны преобразователь 3, выходной выпр митель 4, ключ 5, цепь 6 задержки наратани  тока ключа 5, выходной фильтр 7, параллельно входу которого включена цепь 8 задержки нарастани  напр жени  на ключе 5, дополнительный источник 9 питани , подключенный к выходу помехоподавл ющего фильтра 1, блок 10 управлени , соединенный первым и вторым выходами с управл ющими входами преобразовател  3 и ключа 5 соответственно и содержащий стабилизатор 11 напр жени , задающий генератор 12, подключенный выходом к входу генератора 13 пилообразного напр жени , соединенного выходом с одним входом компаратора 14, другой его. вход соединен с выходом усилител  15 посто нного тока, соединенный входом с выходом выходного фильтра 7, первую цепь 16 задержки, соединенную входом с задающим генератором 12, а выходом - с вторым входом второй схемы И 17, вторую цепь 18 задержки, соединенную входом с выходом компаратора 14, первым входом второй схемы И 17, объединенными выходами первого 19 и второго 20 порогового элементов, а выходом - с вторым входом первой схемы И 21, первый вход которой соединен с генератором 12, а третий вход - с выходом третьего порогового элемента 22, входы пороговых элементов 19 и 20 соединены с выходом источника 9, который через диод 23 соединен с стабилизатором 11, а к выходу подключен вход порогового устройства 22, выходы схем И 21 и 17 подключены к усилител м 24 и 25, выходы которых через трансформаторы соединены с управл ющими входами преобразовател  3 и ключа 5 соответственно.

2

0

5

0

30

На приведенных диаграммах напр жени  (фиг,2) индексы указывают напр жени  соответствующих блоков.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении устройства напр жение сети подаетс  через выпр митель 2 на преобразователь 3 и через дополнительный источник 9 питани  на блок 10 управлени . Причем на преобразователь 3 и на блок 10 подаетс  вьптр мленное несглаженное напр жение с удвоенной частотой сети. В блоке 10 это напр жение после разв зывающего диода 23 сглаживаетс  и подаетс - на стабилизатор 11, которьй питает блок 10. Как только напр жение на выходе стабилизатора 1 достигает установленной величины (фиг. 26) и все узлы блока 10 начинают устойчиво работать, так пороговый элемент 22 (фиг.2в) выдает сигнал разрещени  на прохождение импульсов управлени  25 на вход преобразовател  3. Импульсы управлени  формируютс  задаклцим генератором 12, с выхода которого они подаютс  одновременно на первый вход схемы 21, генератор 13 пилообразного напр жени  и цепь 16 задержки . Генератором 13 пр моугольные импульсы преобразуют в пилообразное напр жение той же частоты, которое подаетс  на один вход компаратора 14. На другой его вход подаетс  выходное напр жение усилител  15 посто нного тока, который усиливает разностный сигнал между выходным напр жением и опорным. При этом компаратор 14 формирует иМпульс, пропорциональный разности сравниваемых сигналов . Этот импульс подаетс  одновременно на первый вход схемы И 17 и вторую цепь 18 задержки, а импульс с выхода первой цепи 16 задержки подаетс  на ее второй вход.

Разностный по длительности импульс поступает на вход усилител  25, усиленные им импульсы управл ют ключом 5 (схема- И 21 формирует разностный по длительности импульс от генератора 12 и от второй цепи 18 задержки). Этот импульс поступает на вход усилител  24, усиленные им импульсы управ- ц( л ют преобразователем 3. При воздействии всех дестабилизирующих факторов выходное напр жение усилител  15 измен ет длит ел1 ность импульса с компаратора 14, а следовательно, и вы35

40

4

5С

ходные импульсы с усилителей 24 и 25 так, что выходное напр жение остаетс  неизменным. Цепь 16 задержки обеспечивает задержку включени  ключа 5 по отношению к преобразователю 3, а цепь 18 обеспечивает задержку выключени  преобразовател  3 по отношению к ключу 5. Поэтому включение и выключение преобразовател  3 происходит при отключенной нагрузке, т.е. на холостом ходу, а следовательно, коммутируема  мощность транзистором преобразовател  3 составл ет единицы-дес тки ватт.

Снижение коммутируемой мощности до тех же величин на ключе 5 обеспечивают цепи 6 и 8 задержки нарастани  тока и напр жени  коллектора ключа 5. Но импульсы управлени  подаютс  2о ДУющим причинам: дл  частот свьше на преобразователь 3 и ключ 5 только Ю кГц емкость конденсатора выходно- при определенных значени х величин го фильтра 7 снижаетс  в несколько выпр мленного напр жени , поступающего на преобразователь 3 и блок 10 (фиг.2а). Когда выпр мленное надр же- 25 выходного фильтра 7 определ етс  до- ние (фиг.2а) становитс  больше мини- пустимой величиной подъемов (прова- мапьно установленной величины, тогда пороговый элемент 19 (фиг.2г) .вьщает сигнал разрешени  на прохождение импульсов управлени  на преобразователь зо несколько раз против расчетной, что- 3 и ключ 5 (фиг.2е). Когда выпр млен- бы обеспечить устойчивость и эаданраз , а дл  частоты 100 Гц практически неизменна ; емкость конденсатора

лов) выходного напр жени  при импульсной нагрузке, т.е. практически емкость фильтра 7 увеличиваетс  в

ное напр жение становитс  больше максимально установленной величины, тогда пороговый элемент 20 выдает сигнал запрета (фиг.2д) на прохождение импульсов управлени  на преобразова- тёль 3 и ключ 5 (фиг,2е). При снижении напр жени  ниже максимально установленной величины, пороговый элемент 20 вьщает сигнал разрешени  (фиг.2д) на прохождение импульсов управлени  на преобразователь 3 и ключ 5, а когда оно становитс  ниже минимально установленной величины, тогда пороговый элемент 19 в,ыдает сигнал запрета (фиг,2г) на прохождение импульсов .

Таким образом, выпр мленное, но не сглаженное напр жение сети преобразуетс  в пачки высокочастотных импульсов , следующих с удвоенной частотой сети и в зависимости от напр жени  сети (фиг,2а) пачка может состо ть из двух частей. Эта последовательность пачек высокочастотных импульсов , вьшр мленна  выходным выпр мителем 4 (фиг.2ж), подаетс  через ключ 5 и цепи 6 и В задержки на выходной фильтр 7, который сглаживает

их до заданной величины пульсации низкочастотной (удвоенна  частота сети) и высокочастотной (частота преобразовани ) составл ющей, т.е. фильтр 7 вьтолн ет одновременно функции сетевого низкочастотного и выходного высокочастотного фильтра.

Кроме этого, пороговый элемент 20 обеспечивает защиту преобразовател  3 от входных перенапр жений. При увеличении входного напр жени  (фиг.2а,д) транзисторы преобразовател  выключаютс , а в выключенном состо нии транзисторы выдерживают значительно более высокие напр жени  (и, .- статическое), чем в режиме переключени  (U ,., огр.). Целесообразность этого определ етс  по слеДУющим причинам: дл  частот свьше Ю кГц емкость конденсатора выходно- го фильтра 7 снижаетс  в несколько выходного фильтра 7 определ етс  до- пустимой величиной подъемов (прова- несколько раз против расчетной, что- бы обеспечить устойчивость и эаданраз , а дл  частоты 100 Гц практически неизменна ; емкость конденсатора

ДУющим причинам: дл  частот свьше Ю кГц емкость конденсатора выходно- го фильтра 7 снижаетс  в несколько выходного фильтра 7 определ етс  до- пустимой величиной подъемов (прова- несколько раз против расчетной, что- бы обеспечить устойчивость и эаданлов ) выходного напр жени  при импульсной нагрузке, т.е. практически емкость фильтра 7 увеличиваетс  в

35

ные пульсации на высокой частоте и при импульсной нагрузке. Поэтому в схеме стабилизированного преобразовател  этой емкости с учетом сглаживающего действи  обратной св зи достаточно без сетевого фильтра.

Таким образом, устройство обеспечивает уменьшение габаритов и повы- 40 шение надежности за счет исклочени  сетевого фильтра с ограничением тока зар да фильтра, обеспечени  гарантированного сдвига на включение- выключение транзистора преобразовател  и ключа, выбора алгоритма работы , обеспечивакщего оптимальный режим работы транзисторов, защиты транзисторов от входных перенапр жений без дополнительных аппаратных затрат (без введени  устройства защиты от перенапр жений).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   gg Стабилизированный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий последовательно соединенные сетевой вьшр митель, однотактный преобразователь, выходной вьшр ми45

   50

   тель, один выход которого соединен с входом ключа, выходом соединенного с входом цепи задержки нарастани  тока ключа, выход которой и другой выход выходного выпр мител  подключен с последовательно соединенными цепью задержки нарастани  напр жени  на ключе и выходным фильтром, выходы которого образуют выходные выводы, домы И, вход первой цепи задержки соединен с выходом задающего генератора , а выход компаратора соединен с входом второй цепи задержки и первым входом второй схемы И, выходы первой и второй схемы И соединены с входами первого и второго усилителей соответственно, выходы которых  вл ютс  выходами блока управлени , ..„. .-,„.„„,, f luicM выходами олока управлени  ста- полнительный источник питани , входом О билизатор напр жени  о т л и ч а ю подключенный V avnm.ti.ii ,.. л ч d К)

   подключенный к входным выводам, блок управлени , соединенный первым выходом с управл ющим входом однотактно- го преобразовател , а вторым выходом - с управл ющим входом ключа, и содержащий задающий генератор, подключенный выходом к входу генератора пилообразного напр жени , выход которого соединен с одним входом компаратора другой вход которого соединен с выходом усилител  посто нного тока, соединенного входом,  вл ющимс  входом блока управлени , с выходными выводами устройства, первую и вторую цепи задержки, выход первой и вход второй цепей задержки подключены к первому и второму входам второй схемы И, а вход первой и выход второй цепей задержки подключены к первому и второму входам первой схе20

   щ и и с   тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей и повьлчени  надежности, введены разв - зывающий диод, подключенный анодом 5 к выходу дополнительного источника, а-катодом - к входу стабилизатора напр жени , а также первый, второй, третий пороговые элементы, причем входы первого и второго пороговых элементов подключены к выходу дополнительного источника, объединенные выходы которых соединены с входом второй цепи задержки, выход стабили- затора соединен с входом третьего порогового элемента, выход которого подключен к третьему входу первой схемы И, вторые входы пороговых элементов соединены с общим выводом дополнительного источим - ка.

   1325635

   мы И, вход первой цепи задержки соединен с выходом задающего генератора , а выход компаратора соединен с входом второй цепи задержки и первым входом второй схемы И, выходы первой и второй схемы И соединены с входами первого и второго усилителей соответственно, выходы которых  вл ютс  выходами блока управлени , стаluicM выходами олока управлени  ста- билизатор напр жени  о т л и ч а ю luicM выходами олока управлени  ста- О билизатор напр жени  о т л и ч а ю л ч d К)

   0

   щ и и с   тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей и повьлчени  надежности, введены разв - зывающий диод, подключенный анодом 5 к выходу дополнительного источника, а-катодом - к входу стабилизатора напр жени , а также первый, второй, третий пороговые элементы, причем входы первого и второго пороговых элементов подключены к выходу дополнительного источника, объединенные выходы которых соединены с входом второй цепи задержки, выход стабили- затора соединен с входом третьего порогового элемента, выход которого подключен к третьему входу первой схемы И, вторые входы пороговых элементов соединены с общим выводом дополнительного источим - ка.

   ,« f)

   )

   Редактор М.Бланар

   Составитель Н.Цишевска 

   Техред В.КадарКорректор Т.Колб

   Заказ 3121/52

   Тираж 659Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 7