SU1487013A1

SU1487013A1 - Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Info

Publication number: SU1487013A1
Application number: SU874301869A
Authority: SU
Inventors: Ivan I Filippov; Vladimir P Fominykh
Original assignee: Filippov Ivan; Vladimir P Fominykh
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель — повышение надежности путем предотвращения перенапряжений на выходных выводах при отказе узла управления или обрыве цепи обратной связи. Преобразователь содержит трансформатор 1, силовой транзистор 3, узел управ2

ления 9. К первичной обмотке 2 трансформатора подключены выпрямитель 12 и сглаживающий фильтр(конденсатор)13, к которому подсоединен делитель напряжения 14, источник опорного напряжения 15 и узел сравнения 16, выходом соединенный с управляющим входом коммутирующего транзистора 17. При обрыве цени обратной связи или при выходе из строя элементов широтно-импульсного модулятора узла управления 9 длительность управляющих импульсов становится максимальной и вы-, ходное напряжение повышается. Одновременно повышается напряжение на конденсаторе 13 и при достижении верхнего уровня срабатывает узел сравнения 16, транзистор 17 открывается и шунтирует управляющий переход транзистора 3 до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 13 не упадет до нижнего уровня. Таким образом осуществляется стабилизация выходного напряжения на допустимом уровне. 2 ил.

1487013 А1

фиг.!

1487013

3

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение надежности путем предотвращения перенапряжений на выходных выводах при отказе узла управления или обрыве цепи обратной связи.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого стабилизированного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 —

временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого через силовой транзисторный ключ 3 подключена к входным выводам 4 и 5. К вторичной обмотке 6 трансформатора 1 подсоединены выходные выпрямитель 7 (диод) и сглаживающий фильтр 8 (конденсатор). Выход узла 9 управления соединен с управляющим входом силового транзисторного ключа 3, а вход — с выходными выводами 10 и 11. К первичной обмотке 2 трансформатора 1 подключены также вспомогательные выпрямитель 12 (диод) и сглаживающий фильтр 13 (конденсатор), к которому подсоединены делитель 14 напряжения, источник 15 опорного напряжения и узел 16 сравнения, выход которого соединен с управляющим входом коммутирующего транзистора 17, включенного параллельно управляющему переходу силового транзисторного ключа 3.

Узел 16 сравнения может быть выполнен, например, из двух транзисторов 18 и 19, эмиттеры которых объединены и через резистор 20 соединены с плюсовым выводом отлаживающего конденсатора 13. Базовый вывод транзистора 19 соединен с выходом источника 15 опорного напряжения, а коллекторный вывод через резистор 21 подключен к минусовому выводу конденсатора 13. Базовый вывод транзистора 18 соединен с выходом делителя 14 напряжения, а коллекторный вывод через резистор 22 образует выход узла 16 сравнения. Резистор 23, создающий зону гистерезиса, включен между базовым выводом транзистора 18 и коллекторным выводом транзистора 19.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы узел 9 управления вырабатывает широтно-модулированные импульсы, поступающие на вход силового транзисторного ключа 3. Во время открытого состояния транзисторного ключа 3 происходит накопление энергии в трансформаторе 1, а в интервале паузы накопленная энергия (Ц_в) через диод 7 передается в нагрузку и конденсатор 8. Напряжение на конденсаторе 13 пропорционально напряжению на нагрузке (без учета падений напряжения на диодах 12 и 7). При нормаль4

ном режиме работы сигнал с делителя 14 напряжения меньше сигнала с источника 15 опорного напряжения и транзисторы 18 и 17 закрыты.

Выход из строя силового транзисторного ключа 3 коротким замыканием не приводит к возникновению перенапряжений, так как насыщается трансформатор и перегорает входной предохранитель. Перенапряжения на выходе преобразователя могут возникнуть только при обрыве в цепи обратной связи или при выходе из строя элементов широтно-импульсного модулятора узла 9 управления. В этом случае длительность управляющих импульсов становится максимальной.

При максимальной длительности управляющих импульсов Уупрз (фиг. 2) напряжение на нагрузке начинает увеличиваться. Одновременно увеличивается напряжение на конденсаторе 13. При достижении напряжением на конденсаторе 13 верхнего уровня V» (фиг. 2), соответствующего максимально допустимому значению выходного напряжения, сигнал на выходе делителя 14 становится больше сигнала с источника 15 опорного напряжения, что ведет к срабатыванию узла 16 сравнения, т. е. закрытию транзистора 19 и открытию транзистора 18 (момент времени Ц, фиг. 2). При срабатывании узла 16' сравнения на базу коммутирующего транзистора 17 подается отпирающий ток, транзистор 17 открывается и шунтирует управляющий переход силового транзисторного ключа 3, запрещая его последующие отпирания.

После завершения передачи энергии, накопленной в трансформаторе 1 в предыдущем интервале времени, с момента времени ί, начинается разряд конденсаторов 8 и 13. Конденсатор 8 разряжается током нагрузки, а конденсатор 13 — токами, потребляемыми делителем 14, источником 15 опорного напряжения и узлом 16 сравнения. В общем случае постоянные времени разряда конденсаторов 13 и 8 могут быть различны. Разряд конденсаторов продолжается, пока напряжение Ц₃на конденсаторе 13 не достигнет нижнего уровня и-», после чего в момент времени узел сравнения 16 возвращается в исходное состояние, транзистор 19 открывается, а транзистор 18 закрывается, что ведет к закрытию транзистора 17.

С момента времени /₂ силовой транзисторный ключ 3 открывается, и в интервале времени /г—Ц проходит накопление энергии в трансформаторе 1 последующей передачей ее в конденсаторы 8 и 13. Так как к моменту времени /₃ напряжение на конденсаторе 13 меньше, чем приведенное к первичной цепи напряжение на нагрузке, то первоначально энергия трансформатора 1 передается в конденсатор 13, а с момента времени /₄, когда напряжение на конден1487013

саторе 13 станет равным приведенному к первичной цепи напряжению на нагрузке, энергия трансформатора 1 поступает в конденсаторы 8 и 13 и происходит их одновременный подзаряд.

При достижении напряжением на конденсаторе 13 верхнего уровня 1/в, в момент времени Ι_ζ, вновь срабатывает узел 16 сравнения и процессы в устройстве повторяются.

Таким образом, при обрыве цепи обратной связи или при выходе из строя элементов широтно-импульсного модулятора, когда длительность управляющих импульсов становится максимальной, в устройстве осуществляется стабилизация выходного напряжения на допустимом уровне.

В данном стабилизированном преобразователе постоянного напряжения повышается надежность, так как устранены перенапряжения на выходе при отказе узла управления. Кроме того, подключение вспомогатель- 20 ных выпрямителя и сглаживающего фильтра к первичной обмотке трансформатора устраняет коммутационные перенапряжения на силовом транзисторном ключе; трансформатор имеет меньшее число выводов, что 25 повышает его технологичность.

Claims

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий транс- 30 форматор, первичная обмотка которого первым выводом соединена с силовым входным выводом, а вторым выводом через силовой транзисторный ключ соединена с общей шиной, вторичная обмотка трансформатора через силовые выпрямитель и сглаживающий фильтр соединена с силовым выходным выводом и общей шиной, узел управления, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, а вход — с выходными выводами, вспомогательные выпрямитель и сглаживающий фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения перенапряжений на выходных выводах при отказе узла управления или обрыве цепи обратной связи, в него введены делитель напряжения, источник опорного напряжения, узел сравнения и коммутирующий транзистор, включенный параллельно управляющему переходу силового транзисторного ключа, а к управляющему входу коммутирующего транзистора подключен выход узла сравнения, к входам которого подключены соответственно, выходы делителя напряжения и источника опорного напряжения, первые входы которых подключены непосредственно, а вторые входы через вспомогательный фильтр к первому выводу первичной обмотки трансформатора, а через вспомогательный выпрямитель к второму вызоду первичной обмотки трансформатора подключены вторые входы делителя напряжения и источника опорного напряжения.