SU1488767A1

SU1488767A1 - Релейно-импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

Info

Publication number: SU1488767A1
Application number: SU874325068A
Authority: SU
Inventors: Vladimir G Cherkasov
Original assignee: Vladimir G Cherkasov
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1989-06-23

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение КПД стабилизатора путем формирования симметричной работы двухтактного преобразователя постоянного напряжения -по полному гистерезисному циклу силового трансформатора. При достижении выходным напряжением стабилизатора значения, при котором уровень сигнала ошибки достигает верхнего предела срабатывания релейного эле2

мента 5, последний перебрасывается в состояние логического ”0". При этом происходит запрет прохождения импульсов генератора 7 на счетный вход триггера 17. Однако счет импульсов счетчиками 9 и 12 продолжается до тех пор, пока на К-вход триггера 17 не поступит уровень логической "1". Это происходит по окончании формирования пары импульсов. Поэтому независимо от момента времени выключения релейного элемента преобразователь работает по полному гистерезисному циклу перемагничивания силового трансформатора. В этом случае обеспечивается электромагнитная устойчивость работы преобразователя, а параметры КС-цепочки выбираются исходя из длительности паузы между импульсами, которая в данной схеме выбирается из условия обеспечения отсутствия скзозйых токов через транзисторы преобразователя.

Тем самым достигается повышение КПД преобразователя и стабилизатора.

2 ил.

ЗЦ „„1488767

3

1488767

4

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации источников вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение КПД стабилизатора путем формирования симметричной работы двухтактного преобразователя постоянного напряжения по полному гистерезисному циклу силового трансформатора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

I

Устройство содержит последовательно соединенные низкочастотный выпрямитель с фильтром 1, двухтактный преобразователь 2, высокочастотный ‘выпрямитель с фильтром 3, усилитель 4 рассогласования, первый вход которого подключей к выходу выпрямителя с фильтром 3, а второй - к источнику опорного напряжения, релейный элемент (например, триггер Шмидта) 5, подсоединенный входом к выходу усилителя 4, усилитель 6 мощности, выходы которого подключены к управляющим входам преобразователя 2, высокочастотный генератор 7 прямоугольных импульсов, логическую £хему И 8, первым входом соединенную с выходом релейного элемента 5, а вторым - с вы.ходом генератора 7, счетчик 9 η импульсов, подключенный счетным /

С-входом к выходу генератора 7, триггер 10, счетный вход которого соединен с выходом схемы 8, а К-вход - с выходом счетчика 9, логическую схему И 11, первым входом соединенную с выходом генератора 7, счетчик 12 п/2 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом схемы 11, а Κ,-вход'- с инвер тирующим выходом триггера 10, инвертор 13, входом подключенный к выходу "0" счетчика 12, триггер 14, счетный вход которого соединен с выходом инвертора 13, логические схемы И 15 и 16, первые входы которых подключены к выходу инвертора 13, вторые входы к неинвертирующему и инвертирующему выходам триггера 14 соответственно, а выходы - к входам усилителя 6 мощности, триггер 17; счетный· вход которого соединен с выходом схемы 8, К-вход с инвертирующим выходом триггера 10, неинвертирующий выход - с вторым

входом схемы 11, а инвертирующий выход - с К-вхоДом счетчика 9.

Кроме того, на схеме обозначены выводы 18 и 19 для подключения первичного источника питания и выводы 20 и 21 для подключения нагрузки.

Вход выпрямителя 1 подключен к выводам 18 и 19, а выход выпрямителя с фильтром 3 - к выводам 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение, пропорциональное выходному и_вЬ1Х, поступает на усилитель 4 рассогласования, где сравнивается с опорным напряжением υ_θη. Усиленный сигнал ошибки поступает на вход релейного элемента .5. Если уровень сигнала ошибки меньше нижнего порога срабатывания релейного элемента 5, тб с выхода последнего уровень логической "1" поступает на первый вход схемы 8, при этом импульсы с выхода генератора 7 поступают на счетные входы триггеров 10 и 17. От переднего фронта первого поступившего импульса триггеры 10 и 17 устанавливаются в такое положение, при котором логическая "1" с неинвертируйщего выхода триггера 17 поступает на второй вход схемы 11, разрешая тем самым проход импульсов генератора 7 на счетный вход счетчика 12, а логические "0" с инвертирующих выходов триггеров 10 и 17 поступают на К-входы счетчиков 12 и 9 соответственно. Счетчики начинают работать в режиме счета импульсов. При поступлении первого импульса на выходе "0" счетчика 12 появляется логический "0", а на выходе инвертора 13 - логическая "1". Такое состояние удерживается до поступления на С-вход счетчика 12 п/2 импульса, который перебрасывает выход "0" в состояние логической "1”, а выход инвертора - в состояние логического "0". При поступлении (п/2 + 1)импульса процесс счета счетчиком 12 повторяется до поступления η импульса на счетные входы счетчика 9 и 12. В этом случае на выходе η счетчика 9 формируется логическая "1", которая, поступив на К-вход триггера 10, перебрасывает его в противоположное состояние, при этом логическая "1" с инвертирующего · выхода поступает на К-входы счетчика 12 и триггера 17. Счетчик 12 обнуляется, а триггер 17 перебрасывается,

ь

1488/67

при этом логический "О" с неинвертирующего выхода запрещает проход импульсов генератора 7 на счетчик 12, а логическая ”1" с инвертирующего выхода обнуляет счетчик 9.

В результате на выходе инвертора 13 формируется пара импульсов, длительность каждого из которых равна

ими ⁼ *^*ген — 1),

где Т_ген - период колебаний генератора 7¹,

η - число импульсов счета.

При этом длительность паузы между импульсами равна Т _ген. .

При поступлении (п+1) импульса процесс образования пар импульсов повторяется. Импульсы с выхода инвертора 13 поступают на счетный вход триггера 14 и на первые входы схем 15 и 16, на вторые входы которых поступают импульсы с неинвертирующего и инвертирующего выходов триггера 14 соответственно. В результате на выходах схем 15 и 16 формируются парофазные импульсы, которые поступают на вход усилителя 6 мощности и через него на управляющие входы преобразователя 2.

Частота преобразователя при этом равна

£ = -2.

^ПР п т_ген

При достижении выходным напряжением стабилизатора значения, при котором уровень сигнала ошибки достигает верхнего порога срабатывания релейного элемента 5, на выходе последнего формируется состояние логичес°кого ”0”. При этом происходит запрет на прохождение импульсов с выхода генератора 7 на счетный вход триггера 17. Однако счет импульсов счетчиками 9 и 12 будет продолжаться до тех пор>пока на К-вход триггера 17 не поступит уровень логической ”1”. Это произойдет по окончании формирования пары импульсов (заштрихованная часть диаграмм, фиг.2). Поэтому независимо от момента времени выключения релейного элемента 5 преобразователь 2 будет работать по полному гистерезисному циклу перемагничивания силового трансформатора. В этом случае обеспечивается электромагнитная устойчивость работы преобразователя.

Пли этом для компенсации запасенной

в трансформаторе энергии может использоваться подключенная к первичной обмотке КС-цепочка, параметры которой рассчитываются исходя из длительности паузы мезвду импульсами, выбираемой из условия обеспечения отсутствия сквозных токов через транзисторы преобразователя. Тем самым

10 достигается повышение КПД преобразователя и стабилизатора в целом по сравнению с известными устройствами, где параметры КС-цепочки рассчитываются исходя из длительности паузы,

15 которая может быть равна длительности управляющего импульса.

Предложенное устройство особенно эффективно в высоковольтных источниках вторичного электропитания, в

20 которых силовой трансформатор имеет значительные величины паразитных параметров .

Claims

Формула изобретения

25

Релейно-импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно соединенные низкочастотный выпрямитель с фильт30 Р°^м, вход которого соединен с выводами для подключения первичной сети переменного тока, двухтактный преобразователь Постоянного напряжения с силовым трансформатором и высоко₃₅ частотный выпрямитель, выход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а второй вход — к' выходу высокочастотного выпрямителя, релейный элемент, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала рассогласования,, а выход - с первым

д,- входом первого элемента И, генератор

- прямоугольных импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, усилитель мощности, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого элементов И, а выходы - к управляющим входам двухтактного преобразователя постоянного напряжения, счетчик η импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, счетчик п/2 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый

7488767

8

триггер, подключенный счетным входом к выходу первого элемента И, К-входом к выходу η-счетчика η импульсов, инвертирующим выходом - к К-входу счетчика п/2 импульсов, инвертор, входом подключенный к выходу ”0" счетчика п/2 импульсов, а выходом к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй триггер, счетный вход которого подключен к выходу инвертора, неинвертирующий выход - к второму входу третьего элемента И, инвертирующий выход - к второму входу четвертого элемента И,

отличающийся тем, что, с целью повышения КПД стабилизатора путем формирования симметричной рабо ты двухтактного преобразователя постоянного напряжения по полному гистерезисному циклу силового трансформатора, введен третий триггер, подключенный счетным входом к выходу

Ю первого элемента И, К-входом к инвертирующему выходу первого триггера неинвертирующим выходом к второму входу второго элемента И, инвертирующим выходом к К-входу счетчика

15 η импульсов.