SU1330716A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани . Целью изобретени   вл етс  предотвращение перенапр жени  на выходе при перекрестном соединении выводов цепи обратной св зи с силовыми выводами на нагрузке. При перекрестном соединении цепи обратной св зи при включении преобразовател  до достижени  на его выходе значени  номинального напр жени  через диодную цепочку 30 запираетс  транзистор 21, при этом конденсатор 16 зар жаетс  до напр жени , превьшающего опорное напр жение источника 10. На несколько периодов рабочей частоты на выходе узла 13 защиты устанавливаетс  уровень сигнала , воздействующий через формирователь 12 на силовые транзисторы усилител  1 мощности, которые закрываютс , обеспечива  тем самым снижение выходного напр жени , вследствие чего тракзистор 21 отпираетс , прекращаетс  воздействие на узел защиты. Выходное напр жение повьшаетс  до уровн , при котором снова запираетс  транзистор 21, и далее цикл повтор етс . 1 ил. § (Л г::: Ьгрузка П s . I а - ff - в - г со со о Oi

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани .

Цель изобретени  - предотвращение перенапр жени  на выходе при пере- кре-стном соединении выводов цепи об- ратной св зи с силовыми выводами на нагрузке,

На чертеже изображена принципиал}.- ю ной св зи включен резистор 28 св зи.

20

ма  электрическа  схема стибилизиро- BEirHoro преобразовател  посто нного напр жени .

Стабштизированньп1 преобразователь посто нного напр жени  содержит тран- 15 зисторный усилитель 1 мощности, входом гоединенньй с выводами дл  подклю- Ч(;:ип  ИХ , дипг о напр жени , а выходом черот трансформатор 2, выпр митель 3 и ((лгпьтр 4 - с положительным 5 и отрицательным 6 силовыми выводами дл  гюдключс ни  нагрузки, к которой также П()дклч)чен11 с соблюдением пол рности по. гожительньп 7 и отрицательный 8

вывоцы цепи обратной св зи, подсоеди- 25 жени  источника H(L HHi-ie к входу широтно-импульсного (ра 9, другими входами соединенного с- источником 10 опорного на- пр жоии  и т ыходом генератора 1 1 пи- jiofiniia иог о напр жени , а выходом - с .; из входов формировател  12 управ i4in;:i,i;x ; М ульсов, выходом под- K. i 04f H k4 ii к управл ющим входам уси- иггге.и  1 (д.-2), а другим иходом - ;-, чмходу узла 13 зашиты от перегрузки, (1/ПП1М входом (А) соеди- И1мги(1го с источником 10 опорного напр жении . Входна  цепь датчика 14 тока nop-..pysKH последовательно вклю- -J е и, J

ногти, . 1 ги.1ход зашунтирован последо- ват1--л1.};:)й 11г-п ю из первого диода 15, кондонса i dpa 1Ь и резистора 17. Обща  тс.чкл диода 15 и конденсатора 16 cocAHtii- iia i- другим входом (Б) узла 13 , а общг1  точка конденсатора Ь и резистора 17 - с выходом г енератора 1 1 пилообразного напр жени  чепс з рсчлстор 18, Вспомогательный источник 19 питпни  с плавно нарастающим нап11 жением входом соединен с выводами дл  подключени  входного Нсигр жеии , а выходом - с входом узла 20 контрол  напр жени , вьшола между соответствуюнщми отрицатель- ныг-ш выводами 6 и 8 - резистор 29 св зи . Последовательна  диодна  цепочка 30 включена между базой транзистора 21 и отрицательным силовым выводом 6, а дополнительный резистор 31 включен между положительным силовым выводом 5 и отрицательным выводом 8 цепи обратной св зи.

Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени  работает следующим образом.

В широтно-импульсном модул торе 9 происходит сравнение опорного напр 10 с суммой пилообразного напр жени  и выходного напр жени  стабилизированного преобразовател . Выходные импульсы широтно-импульсного модул тора 9 поступают на вход фор30 мировател  12 управл ющих импульсов, формирующего импульсы, поступающие на управл ющие входы (L- 2) усилител  1 мощности и обеспечивающие его работу со скважностью выходного на25 пр жени , необходимой дл  поддержани  выходного напр жени  стабилизированного преобразовател  на заданном уровне, т.е. имеет место стабилизации выходного напр жени . При

iMxonHoi i цепи усилител  1 мощ- 40 этом выходные импульсы датчика 14

тока перегрузки, пропорциональные выходным импульсам тока усилител  1 мощности, через диод 15 и резистор 17 зар жают конденсатор 16 до амплитуд45 ного значени  импульсов датчика 14 тока. Сумма напр жени  на конденсаторе 16 и пилообразного напр жени  на резисторе 17, поступающа  на вход Б узла 13 защиты (в качестве которого может быть использован операционный усилитель или компаратор), меньше опорного напр жени  на входе А последнего . При этом отсутствует воздействие узла 13 защиты на формирова50

пенного на транзисторе 21, коллектор g тель 12 управл ющих импульсов.

При возникновении перегрузк току на выходе стабилизированн преобразовател  амплитуда импу напр жени  на выходе датчика 1

которого подключен к средней точке делигеп  напр жени  на резисторах 22 и 2 j, соединенного с выходом вспомо- га ге-;1ьно1 о источника 19, а через второй диод 24 - к общей точке конденсатора 16 и первого диода 15. База транзистора 21 через стабилитрон 25 и резистор 26 соединена с положительным выводом источника 19 питани , а через резистор 27 - с отрицательным выводом. Между положительным силовым выводом 5 и положительным выводом 7 цепи обраттель 12 управл ющих импульсов.

При возникновении перегрузки по току на выходе стабилизированного преобразовател  амплитуда импульсов напр жени  на выходе датчика 14 тока

перегру: к 1 у  еличиваетс  . Конденсатор 16 через диод 15 и резистор 17 зар жаетс  до наибольшей амплитуды этих импульсов. В результате сумма пилообразного напр жени  на резисторе 17 и посто нного напр жени  на конденсаторе 16 на части полупериода превышает опорное напр жение. При этом на выходе узла 13 защиты по вл ютс  им- пульсы, воздействующие на формирователь 12 таким образом, что скважность управл ющих импульсов, а следовательно , и импульсов на выходе усилител  1 мощности возрастает. Выходное напр жение стабилизированного преобразовател  падает, а выходной ток определ етс  порогом ограничени  узла 13 защиты и остаетс  неизменным при дальнейшем уменьшении сопротивлени  нагрузки вплоть до полного короткого замыкани , т.е. имеет место режим стабилизации выходного тока.

После сн ти  перегрузки нормальный режим стабилизации выходного на- 1

пр жени  автоматически восстанавливаетс .

При включении стабилизированного преобразовател  выходное напр жение вспомогательного источника 19 пита- ни  поступает на вход узла 20 контрол  напр жени . Когда его величина еще не достигла установивщегос  значени , ток, поступающий через резистор 26 и стабилитрон 25, не создает на резисторе 27 напр жени , достаточного дн  отпирани  транзистора 21, который при этом закрыт. Падение напр жени  на резисторе 23 через диод 24 и резистор 17 зар жает конденса- тор 16 до напр жени , значительно превышающего напр жение источника 10 опорного напр жени , на выходе узла 13 защиты устанавливаетс  уровень, воздействующий на .формирователь 12 управл ющих импульсов таким образом, что силовые транзисторы усилител  1 мощности остаютс  закрытыми.

При дальнейшем повышении выходного напр жени  вспомогательного источника 19 транзистор 21 открываетс  током , поступаюпщм в его базу через резистор 26 и стабилитрон 25, и шунтирует резистор 23 делител  напр жени  Диод 24 запираетс , в результате чего прекращаетс  зар д конденсатора 16 с выхода узла 20 контрол  напр жени . Начинаетс  медленный разр д конден

5

о Q

Q g

5

5

16

сатора 16 через входную цепь узла 13 защиты.

По мере разр да конденсатора 16 в интервалы времени, когда сумма посто нного напр жени  на конденсаторе 16 и пилообразного напр жени  на резисторе 17 становитс  меньше опорного напр жени  источника 10, на выходе узла 13 защиты устанавливаетс  уровень, обеспечивающий путем воздействи  на формирователь 12 формирование короткого выходного импульса усилител  мощности. В результате медленного снижени  напр жени  на конденсаторе 16 продолжительность открытого состо ни  транзисторов усилител  1 мощности плавно увеличиваетс  и скважность импульсного напр жени , поступающего с выхода выпр мител  3 на вход индуктивно-емкостного фильтра 4, медленно уменьшаетс  от большой до рабочего значени , определ емого широт- но-импульсными модул тором 9. Большие длительности пауз по сравнению с дли- тель ност ми импульсов в начале процесса включени  обеспечивают такой разр д дроссел  фильтра 4 в паузе каждого полупериода рабочей частоты, что ток дроссел  нарастает медленно, без превьщ1ени  в пусковом режиме его установившейс  величины. Пропорционально toKy дроссел  нарастают амплитуды импульсов коллекторного тока силовых транзисторов усилител  мощности, а их величины при включении не превышают значений установившегос  режима.

В дальнейшем конденсатор 16 разр жаетс  до уровн , определ емого напр жением на выходе датчика 14 тока перегрузки. Сумма этого напр жени  и пилообразного напр жени  на резисторе 17 становитс  при этом ниже напр жени  опорного источника 10 и на выходе узла 13 защиты устанавливаетс  уровень, не оказывающий вли ни  на установившийс  режим работы стабилизированного преобразовател .

Соединение силовых выводов 5 и 6 стабилизированного преобразовател  с однопол рными выводами 7 и 8 цепи обратной св зи непосредственно на нагрузке обеспечивает возможность стабилизации напр жени  на удаленной нагрузке. Резисторы 28 и 29 предотвращают перенапр жение на нагрузке при обрьше проводников, соедин ющих выводы нагрузки с выводами 7 и 8 цепи обратной св зи.

5 13

Предположим, что выводы цепи обратной св зи соединены с силовыми выводами на удаленной нагрузке с нарушением пол рности, т.е. перекрестно. При включении стабилизированного пре- образовател , когда напр жение на его силовых выводах еще не достигает номинального значени , по цепи: положительный силовой вывод 5, отрицательный вывод 8 цепи обратной св зи, ре- зистор 27, диодна  цепочка 30, отрицательный силовой вывод 6 - проходит ток ц напр жение на резисторе 27 прикладываетс  в обратном направлении к переходу база - эмиттер транзисто- ра 21, который запираетс , на резисторе 23 по вл етс  напр жение, зар жающее , через диод 24 и резистор 17 конденсатор 16 до величины, превышающей опорное напр жение источника 10. При этом на несколько периодов рабочей частоты на выходе узла 13 защиты устанавливаетс  уровень сигнала, воздействующий на формирователь 12 уп- равл ю1Щ1х импульсов таким образом, что силовые транзисторы усилител  1 мощности закрываютс  и выходное напр жение стабилизированного конвертора снижаетс . Ток цепи: положительный силовой вывод 5, отрицательньй вывод 8 цепи обратной св зи, резистор 27, диодна  цепочка 30, отрицательный силовой вывод 6 - становитс  меньше тока, поступающего от вспомогательного источника 19 через резистор 26 и стаби- литрон 25. Транзистор 21 отпираетс , шунтиру  резистор 23. Конденсатор 16 начинает медленно разр жатьс  через входную цепь узла 13 защиты. По мере его разр да постепенно прекращаетс  воздействие узла 13 зашиты на скваж- кость выходных импульсов усилител  1 мощности, котора  снова определ етс  щиротно-импульсным модул тором 9. Выходное напр жение стабилизирован- ного преобразовател  повышаетс  до уровн , когда снова запираетс  транзистор 21, и далее цикл повтор етс .

Если имеет мести частичное перекрестное соединение выводов цепи обратной св зи с силовыми -выводами на нагрузке, когда отрицательный силовой выв(5Д 6 соединен с положительным выводом 7 цепи обратн ой сц зи, а цепь О1 рицательного вывода цепи обратной св зи разорвана, при включении стабилизированного преобразовател  , когда напр жение на его силовых вьгоодах еще

166

не достигает номинального зна п ,П1Я, ток протекает по цепи: положительн111Й силовой вывод 5, дополнительный резистор 31, резистор 27, диодна  цепочка 30, отрицательный силовой вывод 6. Транзистор 21 -запираетс  обратным напр жением на резисторе 27, и далее процесс происходит, как в случае полного перекрестного соединени  выводов цепи обратной св зи с силовыми выводами на нагрузке.

Число диодов в цепочке 30 выбираетс  с учетом падений напр жений на них, напр жени  на змиттерном переходе транзистора 21 и падени  напр жени  на проводе, соедин ющем отрицательный силовой вывод 6 с нагрузкой.

Таким образом, изобретение предотвращает перенапр жение на вькоде стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени  при перекрестном соединении выводов цепи обратной св зи с силовыми выводами на нагрузке, что пов1 1шает эксплуатационную надежность вторичных источников электропитани , использующих предлагаемьй стабилизированный преобразователь, особенно при наладке радиотехнической аппаратуры и средств вьмислительной техники.

Ф о

мула

изобретени 

5 О -5 20 -30 35 40 45

50

„

Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий транзисторный усилитель мощности, входом соединенный с выводами дл  поключени  входного напр жени , а выходом через трансформатор, выпр митель и фильтр - с силовыми выводами дл  подключени  нагрузки, выводы цепи оЬ ратной св зи, предназначенные дл  соединени  с нагрузкой и подключенные к входу широтно-импульсного модул тора , другими входами соединенного с источником опорного напр жени  и выходом генератора пштообразного напр жени , а выходом - с одним входом формировател  управл ющих импульсов, выходом подключенного к управл ющим входам усилител  мощности, а другим входом - к выходу узла защиты от перегрузки , одним входом соединенного с источником опорного напр жени , датчик тока перегрузки, входна  цепь которого включена в выходной цепи усилител  мощности, а выход зашунти- рован последовательной цепью из пер/ , 13 вого днода, конденсатора и резистора , причем обща  точка диода и конденсатора соединена с другим входом узла защиты, а обща  точка конденсатора и резистора - с выходом генератора пилообразного напр жени , вспомогательный источник плавно нарастающего напр жени , входом соединенный с выводами дл  подключени  входного напр жени , а выходом - с входом узла контрол  напр жени , выполненного на транзисторе, коллектор которого подключен к средней точке резисторно- го делител  напр жени , соединенного с выходом вспомогательного источника, а через второй диод - к указанной

8

общей точке конденсатора и первого диода, резисторы св зи, вк;1юченные между однопол рными силовыми выводами и выводами цепи обратной св зи, отличающийс  тем, что, с целью предотвращени  перенапр жени  на выходе при перекрестном соединении выводов цепи обратной св зи с силовыми вьшодами на нагрузке, в него введены последовательна  диодна  цепочка , включенна  между базой транзистора узла контрол  напр жени  и отрицательным силовым выводом, и дополнительный резистор, включенный между положительным силовым выводом и отрицательным выводом цепи обратной св зи

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий транзисторный усилитель мощности, входом соединенный с выводами для подключения входного напряжения, а выходом через трансформатор, выпрямитель и фильтр - с силовыми выводами для подключения нагрузки, выводы цепи обратной связи, предназначенные для соединения с нагрузкой и подключенные к входу широтно-импульсного модулятора, другими входами соединенного с источником опорного напряжения и выходом генератора пилообразного напряжения, а выходом - с одним входом формирователя управляющих импульсов, выходом подключенного к управляющим входам усилителя мощности, а другим входом - к выходу узла защиты от перегрузки, одним входом соединенного с источником опорного напряжения, датчик тока перегрузки, входная цепь которого включена в выходной цепи усилителя мощности, а выход зашунтирован последовательной цепью из пер

   Ί вого диода, конденсатора и резистора, причем общая точка диода и конденсатора соединена с другим входом узла защиты, а общая точка конденсатора и резистора - с выходом генератора пилообразного напряжения, вспомогательный источник плавно нарастающего напряжения, входом соединенный с выводами для подключения входного ю напряжения, а выходом - с входом узла контроля напряжения, выполненного на транзисторе, коллектор которого подключен к средней точке резисторного делителя напряжения, соединенного 15 с выходом вспомогательного источника, а через второй диод - к указанной

   1330716 ⁰ общей точке конденсатора и первого диода, резисторы связи, вкдюченные между однополярными силовыми выводами и выводами цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью предотвращения перенапряжения на выходе при перекрестном соединении выводов цепи обратной связи с силовыми выводами на нагрузке, в него введены последовательная диодная цепочка, включенная между базой транзистора узла контроля напряжения и отрицательным силовым выводом, и дополнительный резистор, включенный между положительным силовым выводом и отрицательным выводом цепи обратной связи