SU1457128A1 - Статический преобразователь посто нного напр жени в переменное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани  радиозлек- , тронной аппаратуры переменным напр жением . Цель изобретени  - улучшение формы кривой выходного синусоидального напр жени  путем снижени  нелинейных искажений при малых токах нагрузки . Силовой канал статического преобразовател  включает в себ  последовательно включенные инвертор 1 класса Д и фильтр 2 нижних частот. Стабшш/7 о- 2в bL. заци  выходного напр жени  осуществл етс  с помощью узла 3 обратной св зи , вход которого соединен с выходными выводами 31, 32, а выход - с регулирующим входом инвертора 1. Дл  обеспечени  неизменности амплитудно- частотной- характеристики фильтра 2 при малых токах нагрузки производитс  принудительна  подгрузка статического преобразовател . В нормальном режиме с номинальным током нагрузки датчик тока 33 вырабатьшает напр жение дл  открыти  транзистора 17 и закрыти  транзистора 20 транзисторного усилител  -16 переменного тока. При снижении тока нагрузки выходной сигнал датчика 9 уменьшаетс , усилитель 16 измен ет свое состо ние и к.выходным выводам 3, 32 подключаете под- груз очный резистор 26. Резисторы 18, 21 обратной св зи обеспечивают линейность нарастани  тока подгрузки по мере снижени  тока нагрузки. 2 з.п. сЬ-л ы, 1 ил. € (Л

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и предназначено дл  использовани  в источниках вто- ричного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры переменным напр жением с низким содержанием гармонических составл ющих.

Целью изобретени   вл етс  улучше- ние формы кривой выходного синусоидального напр жени  путем снижени  нелинейных искажений при малых токах нагрузки.

На чертеже представлена функцио- нальна  схема статического преобразовател  посто нного напр жени  в . переменное.

Устройство содержит инвертор 1 класса Д, фильтр 2 нижних частот, узел 3 обратной св зи с согласующим трансформатором А, выпр мителем 5, сглаживающим фильтром 6, блоком 1, опорного напр жени , усилителем 8 сигнала рассогласовани , датчик 9 тока с входным резис-швным шунтом / 10, трансформатором 11 напр жени , двухполупарнодным выпр мительным блоком на диодах 12 и 13 и сглаживающим ЕС-фильтром на резисторе 14 и кон- денсаторе 15, транзисторный усилитель 16 с первым транзисторным каскадом на транзистЬре 17 и резисторах 18 и 19, вторым транзисторным каскадом на транзисторе 20 и резисторе 21 и мостовой выпр митель на диодах 22-25, подгрузочный резистор 26.

На схеме обозначены входные выводы 27 и 28 устройства, предназначенные дл  подключени  первичного ис- точника питани , выходные выводы 29 и 30 фильтра 2 нижних частот, а также выходные выводы 31 и 32 устройства , предназначенные дп  подключени  нагрузки, которой присвоена позици  33. Инвертор 1 класса Д и фильтр 2 нижних частот включены последовательно . Питающий вход инвертора 1 соединен с выводами 27 и 28, а выходной вывод 29 фильтра 2-е вы водом 31. Вход узла 3 обратной св зи (первична  обмотка согласующего транформатора 4) подключен к выводам 31 и 32, а выход (выход усилител  8 сигнала рассогласовани ) - к регули- рующему входу инвертора 1. В узле 3 обратной св зи вход выпр мител  5 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 4, а Bbixo rt - с входом сглаживающего фильтра 6, сигнальный вход усилител  8 сигнала рассогласовани  подключен к выходу сглаживающего фильтра 6, а опорный вход - к выходу блока 7 опорного напр жени . Вход датчика 9 тока (например, выводы входного резистивного щунта 10) соединен с выводами 30 и 32. Подгрузочньгй резистор 26 подключен к выходным выводам транзисторного усилител  16, вход последнего соединен с выходом датчика 9 тока. В датчике 9 тока первична  об- моТка .трансформатора 1 1 напр жени  соединена с выводами резистивного шунта 10, вход двухполупериодного выпр мительного блока 12-13 подключен к вторичной обмотке трансформатора II, вход сглаживающего ЕС-фильтра 14-15 соединен с выходом выпр мительного блока 12 и 13, а выход  вл етс  выходом датчика 9 тока. В транзисторном усилителе 16, включенном на выходе посто нного тока мостового выпр мител  на диодах 22-25, два транзисторных каскада соединены последовательно, вьшолнены по схеме с общим эмиттером и снабжены отрицательной обратной св зью по напр жению, функции которой выполн ют резисторы 18 и 21 . При этом вход первого из транзисторных каскадов (эмиттер-базовый переход транзистора 17)  вл етс  управл ющим входом усилител  16, выходной вывод мостового вьтр мител  22-25 отрицательной пол рности соединен с эмиттерами транзисторов 17 и 20, а выходной вывод положительной пол рности , соединенный с коллекторной цепью первого транзисторного каскада, и коллектор транзистора 20 второго каскада с выводами дл  подключени  подгрузочного резистора 26.

Устройство работает следующим образом .

При подаче на выводы 27 и 28 питающего напр жени  посто нного тока инвертор 1 класса Д вырабатьшает псевдосинусоидальный сигнал. Длительности составных импульсов псевдосинусоидального напр жени  промодулированы по синусоидальному закону.

Фильтром 2 нижних частот осуществл етс  выделение из псевдосинусоидального напр жени  первой гармоники соответствующей заданной частоте выходного напр жени  статического преоразовател . С помощью узла 3 обратно св зи обеспечиваетс  стабилизаци  выходного напр жени . При этом сигнал обратной св зи трансформируетс  трансформатором А, вьтр мл етс  выпр мителем 5 и сглаживаетс  фильтром 6, Усилитель 8 сигнала рассогласовани  срав нивает посто нное напр жение с выхода фильтра 6 с опорным напр жением, вырабатываемым блоком 7 опорного напр жени , и усиленным разностным сигна- лом управл ет инвертором 1, измен   длительности составных импульсов псевдосинусоидального напр жени  (с сохранением синусоидального закона модул ции ).

Анализ частотного спектра псевдосинусоидального напр жени  показывает что в нем из-за несовершенства реализации сигналов в классе Д (из-за конечных падений напр жени  на насыщен- ных транзисторах, из-за наличи  в транзисторном мосту инверсных токов в случае не чисто активной нагрузки запаздывани  при переключении транзисторов и т.д.) имеютс  гармоники с пор дковыми номерами, располагающимис  ниже несущей частоты, причем в режиме статического преобразовате

л , близком к холостому ходу, имеет место резкое ухудшение- частотного спектра псевдосинусоидального напр жени , что впечет за собой существенные возрастани  нелинейных искажений выходного напр жени  статического преобразовател . Дл  предотвращени  этого негативного  влени  при малых токах нагрузки осуществл етс  принудительна  подгрузка статического преобразовател .

Процесс подгрузки реализуетс  функциональным взаимодействием датчика 9 тока и мостового выпр мител  22- 25 с транзисторным усилителем 16.. Если в нормальном рабочем режиме при номинальном токе нагрузки на выводах резистивного шунта 10 имеетс  падение напр жени , которое после трансформации трансформатором 11, выпр млени  выпр мительным блоком 12-13 и сглаживани  НС-4мльтром 14-15 обеспечивает открытое состо ние транзистора 17 и закрытое - транзистора 20, то при значительном снижении тока нагрузки выходной сигнал датчика 9 тока оказьшаетс  малым и транзисторный усилитель 16 переходит в состо ние, предусматривающее подключение под- грузочного резистора 26. При этом ток подгрузки в течение одного полупериода протекает по цепи: вывод 31, диод 22, резистор 26, коллектор-эмиттерный переход транзистора 20, диод 25, вывод 32, а в течение другого полупериода - по цепи: вывод 32, диод 23, резистор 26, коллектор- эмиттерный переход транзистора 20, диод 24, вывод 31. За счет резисторов 18 и 21 отрицательной обратной св зи обеспечиваетс  линейность нарастани  тока подгрузки по мере снижени  нагрузочного тока. Таким образом, форма выходного напр жени  при малых токах нагрузки не претерпевает существенных изменений и коэффициент нелинейных искажений выходного напр жени  статического преобразовател  остаетс  в допустимых пределах.

Claims (3)

1. Статический преобразователь посто нного напр жени  в переменное, содержаш 1й инвертор класса Д с фильтром нижних частот на выходе, сое- диненнмм с выходными выводами преобразовател , узел обратной св зи, вход которого подключен к выходным выводам преобразовател , а выход - к регулирующему входу инвертора, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  формы кривой выходного синусоидального напр жени 

путем снижени  нелинейных искажений

при малых токах нагрузки, введены

датчик тока, мостовой выпр митель, транзисторный усилитель и подгрузоч- ньй резистор, причем вход датчика

тока включен последовательно в выходную цепь между выводом фильтра нижних частот и выходным выводом преобразовател , входные выводы переменного тока мостового вьтр мител  подключены к выходным выводам преобразовател , к выходным выводам посто нного тока мостового выпр мител  подключен транзисторный усилитель, к выходным выводам которого подключен подгрузочный резистор, а входной вывод усилител  соединен с выходом датчика тока.

2. Преобразователь по п. 1, о т- личающийс  тем, что датчик

тока содержит в выходной цепи последовательно соединенные двухполупери- одный выпр митель и сглаживающий RC- фильтр, выход которого  вл етс  выходом датчика тока.

5U57128

3. Преобразователь по п. 1, от-- св зью по напр жению транзисторных личающййсУ тем, что тран-каскада, базовый вывод первого из них

зисторный усилитель содер сит два по-подключен к входному выводу усшштеследовательно соединенных, вьшолнен-л , а коллекторный вывод второго ных по схеме с обпо1м эмиттером ик его выходному выводу,

снабженных отрицательной обратной.