SU1385205A1

SU1385205A1 - Многоканальный стабилизированный преобразователь

Info

Publication number: SU1385205A1
Application number: SU864125517A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Барабаш
Original assignee: Предприятие П/Я В-8781
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-03-30

Abstract

Изобретение относитс к элект- poTBXHHKes в частности к вторичным источникам питани , и может быть использовано в многоканальных источниках питани . ЦелБ изобретени - уменьшение габаритов и массы преобразовател за счет уменьшени диапазона изменени его рабочей частоты. Преобразователь содержит транзисторньш ключ 3, трансформатор 5 с обмотками 4, 6 и 11, дроссель 13. Схема управлени 18 вктаочает согласую дий каскад 19, блок обратной св зи 21 и источник опорного напр жени 22. Введение дополнительной обмотки 24 дроссел 13 и диода 25 позвол ет передать на выход первого кана:1а дополнительную мощность, в еличина которой пр мо пропорциональначастоте, в то врем как величина мощности, поступающа на выход второго канала , обратно пропорциональна частоте. При изменении тока нагрузки стабипи- заци напр жени в первом канале осзлцествл етс за счет изменений скважности и частоты, ч то позвол ет стабилизировать напр жение во втором канале при меньшем диапазоне изменени частоты работы преобразовател , 2 ил. S (Л

Description

1 5

«ТО

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к вторичным источникам питани и может быть использовано в многоканальных источниках питани .

Цель изобретени - уменьшение г - баритов и массы преобразовател за счет уменьшени диапазона изменени его рабочей частоты.

На фиг. 1 приведена з.лектричес- ка схема устройства, на фиг, 2 - диаграммы токов и напр жений на его элементах..

Многоканальньш стабилизированный преобразователь содержит входные выводы 1 и 2, между которыми в последовательной цепи включены транзистор Hbrii ключ 3 и перва обмотка 4 трансформатора 5, втора обмотка 6 которого чере з первый вьшр митель 7 и первьй фильтр 8 подключена к выходным выводам 9 и 10 первого канала, треть обмотка 11 трансформатора 5 через первую обмотку 12 дроссел 13, второй выпр митель 14 и второй фильт 15 подключена к выходным вьшодам 16, 17 второго канала.. Схема управлени 18 включает согласующий каскад 19,, вь ходом соединенньш с управл ющим входом транзисторного ключа 3, а входом подключенный к первому выходу задающего генератора 20 и к выходу первого. блока обратной св зи 21, первьй вход ко-торого соединен с выходным выводом 9 первого канала, второй вход подключен к первому выходу источника опорного напр жени 22 и второму выходу задающего генератора 20, второй блок обратной св зи 23, первым входом соединенный с выходным выводом 16 второго канала , вторым входом подключенный к второму выходу источника опорного напр жени 22, а выходом соединенный со входом регулирований частоты задающего генератора 20, при этом дроссель 13 имеет вторую обмотку 24, котора через диод 25 подключена к выходным вьшодам 9 и 10 первого канала .

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 20 формирует на своем первом выходе импульсы нап- р жени , скважность которых соответствует минимально допустимой скважности работы транзисторного ключа 3. Эти импульсы поступают на вход сог0

5

0

ласующего каскада 19, где суь{мируют- с с выходным сигналом первого блока обратной св зи 21. Первый блок обратной св зи 21 осуществл ет сравнение выходного напр жени первого канала с напр жением на своем втором входе, которое представл ет собой сумму посто нного напр жени источника опорного напр жени 22 и пилообразного напр жени со второго выхода задающего генератора 20, и формирует пр моугольные импульсы, скважность которых обеспечивает стабили зацию напр жени на выходе первого канала. Указанные импульсы усиливаютс согласующим каскадом .19 и пос-:, тупают на управл ющий вывод транзисторного ключа 3, в результате чего на второй 6 и третьей 11 обмотках трансформатора 5 формируютс импульсы напр жени , форма которых показа- на на диаграмме 26 (фиг. 2). При .этом, соотношение между длительное- . 5 тью периода Т и длительностью t открытого состо ни транзисторного ключа 3 задаетс первым блоком обратной св зи 21, Форма напр жени , поступающего на вход первого фильтра 8 после первого выпр мител 7, показана на диаграмме 27,Импульсы напр жени , пocтyпaJoщиe на вход второго фильтра 15 после второго выпр мител 14, имеют длительность 12 (диаграмма 28), котора меньше длительности импульса напр жени t , на обмотке 11 на посто нную величину &1 , определ емую временем, необходимым дл насыщени сердечника дроссел 13 по цепи его первой обмотки 12. Второй блок обратной св зи 23 осуществл ет сравнение выходного напр жени второго канала с посто нным напр жением на втором выходе источника опорного напр жени 22 и путем воздействи на вход регулировани частоты задающего генератора 20 измен ет его частоту таким образом, чтобы обеспечить стабилизацию на выходе второго канала.

Форма напр жени на первой обмотке 12 дроссел 13 показана на диаграмме 29. Энерги , запасаема в сердечнике дроссел 13 в течение времени йГ затем выводитс в интервале выключенного состо ни транзисторного ключа 3 на выход первого канала через вторую обмотку 24 дроссел 13 и диод 25, форма тока в котором приве5

0

5

0

5

3

дена на эпюре 30. Величина энергии, накапливаемой в дросселе 13 в каждый период работы преобразовател , посто нна и определ етс параметрам дроссел 13, следовательно мощность поступающа на выход первого канала со второй обмотки 12 дроссел 13 пр мо пропорциональна частоте работ преобразовател .

Рассмотрим два возможных случа отклонени работы преобразовател от режима номинальных нагрузок.

В первом случае в момент времени

С- (диаграмма 27) приводит к уменьшению скважности импульсов на входе второго фильтра 15 (диаграмма 28) за счет увеличени отношени интервала д к уменьшающейс длительности импульса Т , и стабилизации напр жени на выходе второго канала. В свс-ю очередь, увеличение частоты работы преобразовател приводит к увеличению мощности, передаваемой на выход первого канала от второй обмотки дроссел 13. Возрастающее при этом напр жение на выходе первого канала

t происходит уменьшение тока нагруз- воздействует на первый блок обратной

ки первого канала при сохранении номинальной нагрузки во втором канале. При этом, возрастающее напр жение на выходе первого канала воздействует на первьй блок обратной св зи 21, который уменьшает длительность импульса , открытого состо ни транзисторного ключа 3 (диаграмма 27).

В результате уменьшаетс длительность

/V

импульсов напр жени , поступающих на вход второго фильтра 15 (диаграмма 28), и выходное напр жение второго канала. Реагирующий на это изменение второй блок обратной св зи 23 уменьшает частоту задающего ратора 20, увеличивает длительность импульса и период настолько, чтобы сохранить прежнюю скважность импульсов на входе второго фильтра 15. Это достигаетс за счет того, что при уменьшении частоты уменьшаетс отношение интервала л к возрастающей длительности всего импульса L J. В свою очередь, уменьшение частоты работы преобразовател приводит к уменьшению мощности, передаваемой на выход первого канала от второй обмотки дроссел 13, что позвол ет первому блоку обратной св зи 21 увеличить длительность импульса t , а второму блоку обратной св зи 23 соответственно уменьшить отклонение частоты от номинальной.

Во втором случае в момент времен« t rt происходит уменьшение тока нагрузки второго канала при сохранении номинальной нагрузки в первом канале . При этом, возрастающее напр жение на выходе второго канала воздействует на второй блок обратной св зи 23, который увеличивает частоту задак цего генератора 20. Происход щее при этом уменьшение периода Т, и одновременно длительности импульса

20

25

30

35

40

45

50

55

св зи 21, которьй уменьшает скважность импульсов (и длительность импульса ) , что позвол ет второму блоку обратной св зи 23 уменьшить отклонение частоты от номинально.

Таким образом, уменьшение габаритов и массы устройства, экономи меди и магнитных материалов достигаетс за счет того, что при уменьшении диапазона .изменени частоты работы преобразовател может быть-повьш1ена нижн граница этого диапазона. При широком же диапазоне изменени частоты ее увеличение ограничено частотными свойствами переключающих элементов (особенно дл высоковольтных транзисторов) и уменьшением КГЩ,

Кроме того, при отсутствии второй обмотки энерги , накапливаема в сердечнике дроссел , рекуперируетс в питающий источник через третью обмотку трансформатора, первую его обмотку и силовую цепь транзисторного ключа, что ухудшает траекторию его выключени , увеличива выд ел емую в нем мощность. Передача энергии дроссел непосредственно на выход первого канала более предпочтительна как с точки зрени КПД, так и дл повьшхени надежности транзисторного ключа.

Claims

Формула изобретени

Многоканальньй стабилизированный преобразователь, содержащий по меньшей мере один транзисторнь м ключ, тpaнcфopмatop, перва обмотка которого включена последовательно с силовой цепью транзисторного ключа и подключена к входным выводам преобразовател , втора обмотка через первый выпр митель и первый фильтр подключена к выходным выводам первого

воздействует на первый блок обратной

св зи 21, которьй уменьшает скважность импульсов (и длительность импульса ) , что позвол ет второму блоку обратной св зи 23 уменьшить отклонение частоты от номинально.

Таким образом, уменьшение габаритов и массы устройства, экономи меди и магнитных материалов достигаетс за счет того, что при уменьшении диапазона .изменени частоты работы преобразовател может быть-повьш1ена нижн граница этого диапазона. При широком же диапазоне изменени частоты ее увеличение ограничено частотными свойствами переключающих элементов (особенно дл высоковольтных транзисторов) и уменьшением КГЩ,

Кроме того, при отсутствии второй обмотки энерги , накапливаема в сер дечнике дроссел , рекуперируетс в питающий источник через третью обмотку трансформатора, первую его обмот ку и силовую цепь транзисторного ключа, что ухудшает траекторию его выключени , увеличива выд ел емую в нем мощность. Передача энергии дроссел непосредственно на выход первого канала более предпочтительна как с точки зрени КПД, так и дл повьшхени надежности транзисторного ключа.

Формула изобретени

Многоканальньй стабилизированный преобразователь, содержащий по меньшей мере один транзисторнь м ключ, тpaнcфopмatop, перва обмотка которого включена последовательно с силовой цепью транзисторного ключа и подключена к входным выводам преобразовател , втора обмотка через первый выпр митель и первый фильтр подключена к выходным выводам первого

канала, треть обмотка через первую обмотку дроссел , второй выпр митель и второй фильтр подключена к выход- вьшодам второго канала и схему управлени , включающую согласующий каскад, выходом соединенный с управл ющим входом транзисторного ключа, а входом подключенньй к первому выходу задающего генератора и к выходу первого блока обратной св зи, первый вход которого соединен с выходным вьтодом первого канала, второй вход подключён к первому выходу источника опорного напр жени и второму выходу

7/TZ

ti

i

т,

Г,

28

9

30

k

LU

Редактор И.Сегл ник

fe.2

Составитель Н.Цишевска

Техред Л. Олийнык Корректор А. Зимоь осов

задающего генератора, второй блок обратной св зи, первым входом соединенный с выходным выводом второго канала,- вторым входом подключенный к второму выходу источника опорного напр жени , а выходом соединенный с входом задающего генератора, о т л и чающийс тем, что, с целью уменьшени массы и габаритов за счет уменьщени диапазона изменени частоты преобразовател , введена втора обмотка дроссел , котора через введенн ый диод соединена с вьпсод- ными выводами первого канала.

Тз

J

г

6

2 Т

п

1

LU