SU1646027A1 - Стабилизирующий преобразователь напр жени посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение OTHOCHICH к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани . Цель - повьгаение устойчивости функционировани , качества стабилизации и КПД, а также расширение динамического диапазона регулировани  выходного напр жени . Устройство содержит широтно-им- пульсный модул тор, импульсный усилитель , силовой инвертирующий каскад, трансформатор тока последовательный резонансный, LC-контур, выходной трансформатор , силовой выпр митель, силовой фильтр, вспомогательные выпр мители , вспомогательные фильтры, разделительные диоды, сервисный блок питани , узел отбора энергии от резонансного LC-конгура, узел обратной св зи п переменному напр жению. Использование узла обратной св зи с трансформаторной разв зкой и модул тора с двум  интеграторами позвол ет осуществить подавление пульсаций питани  на выходе силового инвертирующего каскада , формирующего разнопол рные пр моугольные импульсы с паузой на нуле. При этом обеспечиваетс  полное гальваническое разделение силовой и ин формационной земли. Подавление пульсаций питани  дает возможность получить высокую стабильность выходного напр жени  при меньшем коэффициенте усилени  в цепи обратной св зи по посто нному напр жению. Это предопредел ет повыиенную устойчивость функционировани  устройства при глубоком регулировании выходного напр жени . Построение силового инвертирующего каскада по четырехтранзисторной полумостовой схеме, введение пропорционального токового управлени  транзисторами посредством транзистора тока и использование на выходе силового каскада последовательного резонансного LC-кон- тура способствует повышению экономичности преобразовател  за счет снижени  динамических и статических потерь в транзисторах и выходном трансформаторе . 10 нл. S IE О 4ь 05 О 1C

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  при реализации вторичного электропитани  радиоэлектронной аппара гуры.

Цель изобретени  - повышение устойчивости функционировани , качества стабилизации и КПД, а также расширени  динамического диапазона регулировани  выходного напр жени .

На фиг. 1 представлена обща  функциональна  схема описываемого стабилизирующего преобразовател  напр жени  посто нного тока; на

фиг .2-5 соответственно принципиаль

ные электрические схемы используемых составных узлов, в частности широт- но-импульсного модул тора, импульсного усилител , силового инвертирующего каскада и сервисного блока питани ; на фиг. 6-10 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу устройства.

Стабилизирующий преобразователь (фиг. 1) содержит широтно-импульсный модул тор 1 с выводами 2-12, импульсный усилитель 13 с выводами 14-31, силовой инвертирующий каскад 32 с выводами 33-44, трансформатор 45 тока, блок 46 отсекающих диодов, последовательный резонансный LC-контур 47 с дросселем 48 и конденсаторами 49, 50,выходной трансформатор 51 с первичной обмоткой 52, силовой вторичной обмоткой 53 и вспомогательными вторичными обмотками 54-56, силовой выпр митель 57, силовой фильтр 58, вспомогательные выпр мители 59-61, вспомогательные фильтры 62-64, разделительные диоды 65-67, сервисный блок 68 питани  с выводами 69-75, узел 76 отбора энергии от резонансного LC-контура с диодами 77,78 и дросселем 79, узел 80 обратной св зи по переменному току с разв зыва- клцим транзистором 81, имеющим первичную обмотку 82 и вторичную обмотку 83, диодами 84-87. конденсаторами 80-91 и регистрами 92-95. На функциональной схеме устройства отмечены также первичный источник 96 питани  с двум  разнопол рными и общим полюсами, образованными выходным конденсаторным делителем напр жени , и нагрузка 97,

В состав широтно-импульсного модул тора 1 вход т инвертирующие усилители 98, 99 (фиг. 2), сумматоры 100, 101, интеграторы 102, 103, компараторы 104, 105, генератор 106 основных импульсов, элемент 107 НЕ, RS-фильтры 108, 109. элементы И 110. 111.

Импульсный усилитель 13 состоит из согласующего трансформатора 112 (фиг. 3) с первичной обмоткой 113 и вторичными обмотками 114-117 и усилительных каналов 118-121, каждый из

646027

которых выполнен с

10

15

20

диодом 122, интегрирующих RC-звеном 123, элементом 124 И-НЕ, ненасыщенным ключом 125. диодами 126, 127 и вспомогательным источником 128 питани . Каналы 119. 120, в отличие от каналов 118, 121, имеют еще элемент НЕ, выключенный после диода .

122.

Силовой инвертирующий каскад 32 включает в себ  транзисторы 129-132 (фиг. 4), конденсаторы 133, 134 и диоды 135-130.

Сервисный блок 68 питани  выполнен с использованием сетевого трансформатора 139 (фиг. 5), выпр мительных блоков 140, 141, конденсаторов 142-144, диодов 145-147, стабилизаторов 148- 150 напр жени  и конденсаторов 151- 153.

Питающий вход (выводы 41, 42, 44) силового инвертирующего каскада 32 соединен с выводами дл  подключени  первичного источника 96 питани , 25 а управл ющие входы (выводы 33-40) - с выходами импульсного усилител  (выводами 18, 19, 22, 23, 26 и 27; 30 и 31), Выходной трансформатор 51, силовые выпр митель 57 и Фильтр 58 включены последовательно. Выход фильтра 58 соединен с выводами дл  подключени  нагрузки 97. Первый сигнальный вход (выводы 4,9) гаиротно- импульсного модул тора 1 соединен с цепью обратной св зи по посто нному напр жению, в частности с выходом вспомогательного выпр мител  63. На фиг. 1, 2 отображена также возможность сн ти  сигнала обратной св зи с выводов дл  подключени  нагрузки 97 (в этом случае в модул торе 1 используютс  входные выводы 3, 4). Второй (выводы 10, 9) и третий (выводы 8, 9) сигнальные входы широтно-импульсного модул тора 1 соединены с выходами (с выводами резисторов 92, 93) узла 80 обратной св зи, а выход (выводы 11, 12) - с основным входом (с выводами 14, 15) импульсного усилител  13. Последовательный резонансный LC-контур 47 включен через первичную обмотку трансформатора 45 тока , между выходом (выводами 43. 44) силового инвертирующего каскада 32 и первичной обмоткой 52 выходного трансформатора 51. Вход (первична  обмотка 02 разв зывающего трансформатора 81) узла 80 обратной св зи подключен к выходу (выводом 43, 44)

30

35

40

45

50

55

силового инвертирующего каскада 32. Дроссель 79 узла 76 отбора энергии от резонансного LC-контура одним чз выводов соединен с объединенными обкладками конденсаторов 49, 50 резонансного LC-контура 47, а другим выводом через диоды 77, 78 подключен к питающему входу (выводам 41,42) силового инвертирующего каскада 32. Вторичные обмотки трансформатора 45 тока через блок 46 отсекающих диодов соединены с дополнительными входами (выводами 16, 17, 19 - 21, 23-25. 27-29, 31) импульсного усилител  13. К вспомогательным вторичным обмоткам 54-56 подключены последовательно вспомогательные выпр мители 59-61 и фильтры 62-64, Входы самоподхвата (выводы 69-72) сервисного блока 68 питани  через разделительные диоды 65-67 соединены с выходами вспомогательных фильтров 62-64, а выходы (выводы 72-75) - с питающими входами (выводами 5-7,9) широтно-импульсного модул тора 1.

В широтно-импульсном модул торе 1 выход инвертирующего усилител  98 соединен со входом инвертирующего усилител  99 и первым входом сумматора 100. Вход интегратора 102 подключен к выходу сумматора 100, а выход - к инвертирующему входу компаратора 104. Выход инвертирующего усилител  99 через сумматор 101 подключен ко входу интегратора 103, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора 105. R-вхо- ды RS-триггеров 108, 109 соединены с выходами соответственно компараторов 104, 105, а выходы - с одним из входов соответственно элементов 110, 111 И. Выход генератора 106 тактовых импульсов подключен к другому входу элемента 111 И и через элемент 107 НЕ - к счетному входу RS-триггера 108 и другому входу элемента 110 И.

В импульсном усилителе 13 к каждЈ элемент 110И импульсный усилитель коммутирует транзисторы 129-132 си вого инвертирующего каскада 32 так образом, что на выходе узла 80 обр ной св зи по вл етс  импульс Uo п

дои из вторичных обмоток 114-117 со- 5() ложителыюй пол рности (фиг. 6,з),

гласующегл трансформатора 112 через диод 122 подключен вход интегрирующего RC-звена 123. (В каналах 119, 120 между диодом 122 и RC-звеном 123 имеетс  еще, как уже отмечалось, элемент НЕ).

iI

Вход и выход интегрирующего

RC-звена 123 через элемент 124 И-НЕ соединены с сигнальным входом ненасы55

который поступает в сумматор 100 м дул тора 1 и начинает разр жать ко денсатор интегратора 102.

При достижении напр жением нулевого уровн  срабатывает компар тор 104 и импульсом (Фиг. 6,е перебрасывает RS-триггер 108 в исходное состо ние, при котором на е выходе будет логический ноль, В ел

5

0

щенного ключа 125, питающий вход которого через диоды 126, 127 подключен к разнопоп рным полюсам вспомогательного источника 128 питани .

В силовом инвертирующем каскаде 32, построенном по четырехтранзнстор- ной полумостовой схеме, диоды 135 и 136 включены антипараллельно парам эмиттер-коллекторных переходов соответственно транзисторов 129, 130, 131 и 132, диоды 137, 138 - разнонаправленно между объединенными силовыми выводами указанных пар и объединенными обкладками конденсаторов 133, 134.

В сервисном блоке 68 питани  к вто-- ричным обмоткам сетевого транзистора 139 подключены выпр мительные блоки 140, 141, на выход которых установлены конденсаторы 142-144. С выходами выпр мительных блоков 140, 141 через диоды 145-147 соединены входы стабилизаторов 148-150, выходы которых зашун5 тированы конденсаторами 151-153.

Устройство работает следующим образом . На выводы 2, 9 модул тора 1 подаетс  управл ющее напр жение Uupp положительной пол рности (фиг. 6aJ.

0 При этом на вход интегратора 102 поступает отрицательное напр жение, а на вход интегратора 103 - положительное напр жение (коэффициент усилени  инвертирующего усилител  99 равен единице). Напр жение на выходе интегратора 102 начинает линейно нарастать (фиг. 66), а напр жение U ,,03 на выходе интегратора 103 - линейно убывать (фиг, 6,в). С приходом положительного фронта тактового импульса от генератора 106 на счетный С-вход RS- триггера 108 последний переводитс  в состо ние логической единицы (йиг, 6,г) и через логический

Ј элемент 110И импульсный усилитель 13 коммутирует транзисторы 129-132 силового инвертирующего каскада 32 таким образом, что на выходе узла 80 обратной св зи по вл етс  импульс Uo по5

С

() ложителыюй пол рности (фиг. 6,з),

ложителыюй пол рности (фиг. 6,з),

который поступает в сумматор 100 модул тора 1 и начинает разр жать конденсатор интегратора 102.

При достижении напр жением нулевого уровн  срабатывает компаратор 104 и импульсом (Фиг. 6,е) перебрасывает RS-триггер 108 в исходное состо ние, при котором на его выходе будет логический ноль, В еледующий полутакт генератор 106 по счетному С-входу переводит RS-триг- гер 109 в состо ние логической единицы (фиг. 6,д) и уже на интегратор 10 через сумматор 101 приходит сигнал U g0 с выхода узла 80 обратной св зи, только отрицательной пол рности (фиг. 6,и). Этот сигнал формируетс  путем коммутации транзисторов 129- 132 силового инвертирующего каскада 32, обеспечивающей прохождение отрицательной полуволны напр жени . В момент , когда напр жение Ux0j становитс  равным нулю, компаратор 105 срабаты вает и импульсом (Фиг« 6,ж) перводит RS- триггер 109 по R-входу в состо ние логического нул , импульс на выходе силового инвертирующего каскада 32 прекращаетс . В следующем полутакте повтор етс  все снаачала0 Применение в модул торе 1 двух интеграторов , двух компараторов, независимое управление двум  полутактами обеспечивают полное использование преобразовател  по посто нной частоте преобразовани . При наличии одно го интегратора максимальна  ширина импульса не может быть шире 1/4 периода , тогда как в описываемом уст- ройстве она равна 1/2 периода. Это св зано с тем, что при посто нной тактовой частоте данна  система абсолютно устойчива и устран ет возникающие ошибки (задержки срабатывани  компаратора, триггера, помехи при изменении питающего напр жени ), которые привод т к изменению времени выключени  RS-триггера. На фиг.7 показано, как модул тор 1 устран ет возникающую ошибку применительно к интегратору 102. На фиг. 7,а ошибки нет. На фиг. 6,6 возникшее возмущние увеличило врем  разр да конденсатора интегратора 102 на величину &t. При этом в следующем такте конденсатор недозар дитс  на величину Аи, так как зар дное напр жение не изменилось, и разр дитс  за врем , меньшее на Ди. Далее к приходу очередного тактового импульса произо дет полный зар д конденсатора до прежней величины.

Если врем  зар да конденсатора, например 102 бужет меньше времени разр да (фиг. 7,в,г): система окажетс  неустойчивой. Возникающа  ошибка &t, вызывающа  изменение времени зар да конденсатора интегратос 5 0 5 50

5

5

ра на величину ДU (фиг. 7,г), приво- жит к более быстрому разр ду конденсатора на величину Д1:, что в свою очередь обуславливает резкое увеличение напр жени  на выходе интегратора. К приходу следующего тактового импульса он не успеет разр дитс ; , будет иметь место пропуск такта и далее несколько тактов. Поэтому в устройствах, где используетс  один интегратор, использование его более чем на 1/4 периода невозможно, т.к. он должен дважды за период разр дитьс  и дважды зар дитьс , т.е. пройти четыре цикла за период.

Наличие в устройстве, узла 80 обратной св зи по переменному напр жению позвол ет повысить устойчивость системы. Последовательность Импульсов UJ2 пр моугольной формы (фиг.8,а} поступает с выхода силового инвертирующего каскада 32 на первичную обмотку 82 трансформатора 81. Коэффициент трансформации трансформатора 81 выбираетс  таким образом, чтобы величина амплитуды напр жени  на вторичной обмотке 83 была несколько вольт. Это напр жение выпр мл етс  диодами 86, 87 и фильтруетс  конденсаторами 88, 89. По своей функции образованные выпр мители близки к пиковым детекторам. При этом в случае равных амплитуд положительной и отрицательной полуволн U 32, напр жени  на конденсаторах 88, 89 будут равны и противоположны по знаку, а разность напр жений между средним выводом вторичной обмотки I83 передней точкой делител , образованного конденсаторами 90, 91 и резисторами 94, 95. будет равна нулю. Однако в результате регулировани  (изменени  напр жени  Uuflp) из-за разной величины времени рассасывани  транзисторов 129- 132 силового инвертирующего каскада 32 или утечки, возникающей в конденсаторном делителе первичного источника 96 питани , создающего среднюю точку питани , возможно уменьшение амплитуды одного и увеличени  амплитуды противоположного импульса на выходе каскада 32 (фиг. 8,6). При этом, если обратна  св зь будет поступать в модул тор 1 через диоды 84, 85 и иметь общую точку со средним выводом вторичной обмотки 83, така  обратна  св зь окажетс  положи тельной. I

Предположим, что уменьшилась амплитуда положительного импульса U &

При этом модул тор 1, стара сь сохранить посто нную площадь выходного импульса, увеличит длительность импульса . При этом амплитуда от;.чцатрл ного импульса U, на выходе силового инвертирующего каскада 32 увеличитс  (перезар д конденсаторов конденсаторного делител  в первичном источнике 96 питани ). Подулитор 1 вновь уменьшит длительность импульса и тем самым еще более увеличит искажение (разбаланс). Следовательно положителный импульс U 32 расшир етс  до полного меандра, а отрицательный импуль сужаетс  до минимума. Происходит полный перекос в конденсаторном делителе и каскад может выйти из стро . Чтобы птого не случилось, общую точку сигнала обрат ной св зи необходимо брать относительно средней точки, образованной конденсаторным делителе совместно с резистивным делителем. В этом случае средн   точка будет иметь потенциал информационной земли модул тора 1, а средний вывод вторичной обмотки 83 трансформатора 81 будет мен ть свои потенциаа в зависимости от амплитуды импульсов на выходе силового инвертирующего каскада 32. На фиг. 8,6 показана форма U,, при изменении ширины импульсоч. Егли импульс тпложителг-нол пол рности имеет большую длитепьность, то ег амплитуда п  поддержанит посто нной площади должна стать меньг е, при этом конденсатор делител  первичного источника 96 питани  перезар дитс  и напр жение положительной полуволны, от которой потребл етс  больше энергии, окажетс  меньше, с, у отрицательной полуволны - боль- i ie.

Сигнал Под относительно средней точки искусственного делител , образованного конденсаторами 90, 91 и разисторами 94,95 узла 80 обратной св зи, будет иметь вид, приведенный на фиг. 8,ь. В этом случае положительна  полуволна будет как-бы иметь подставку Д5, что выйдет ь CHI HCJI обратной св зи и приведет к быстрейшей разр дке конденсатора интегратора. Следовательно , разбаланс будет сразу же устранен, форма восстановлена. Система становитс  саморегулируемой, котора  как-бы имеет дополнительную отрицательную обратную св зь. Она

0

5

поддерживает ширину импульсов обеих пслуголн И 32 равной друг другу с точностью, обеспечиваемой кокдек- с торным и резистирным дргител ки. образованными конденсаторами 90, 91 и резисторами 94, 95. При этом обратна  св эь существует на всем прот жении времени действи  импульсов. Примен ема  в устройстве обратна  св зь позвол ет значительно снизить низкочастотную пульсацию от первичного источника 96 питани  на выходе силового инвертируюпего каскада 32. Ошибка ьитани  (пульсации) отрабатываетс  в том же такте, в котором она возникла, при этом после каскада 32 пульсаци  напр жени  питании ослабл етс  в несколько сотен раз. КоэЛАициент подавлени  зависит от соотношени  тактовой частоты, частоты пульсаций и времени выключени  транзисторов 129-132.

На выходе силового инвертирующего каскада 32 установлен последовательный резонансный LC-контур 47.

0

5

Наличие данного контура обеспечивает выделение первой гармоники из сигнала, имеющегос  на выходе каска-

0 да 32. Это позвол ет снизить динамические потери в момент переключени  силовых транзисторов 129-132, т.к. ток через них при ширине импульсов, бчизхой к меандру, будет иметь

5 величину, близкую к нулю. Кроме того, резистивный LC-контур 47 позвол ет получить высокую симметрию напр жени , поступающего на вход трансформатора 51, что исключает эамагничи0 вание сердечника и повышает КПД как трансформатора 51, так и силового инвертирующего каскада 32. Работа с синусоидальным выходным напр жением облегчает работу силового выпр мител 

5 57 и снижает габариты силового фильтра 58, поскольку при изменении скважности (при регулировании выходного напр жени ) на выходе трансформатора 51 будет измен тьс  амплитула синусоидального сигнала, а не скважность импульсов.

Наличие трансформатора 45 тока позвол ет осуществить пропорциональное токозое управление транзисторами 129- 132 силового инвертирующего каскада 32. Напр жени  с соответствующих вторичных обмоток трансформатора 45 тока через соответствующие отсекающие ги- оды блока 46 nociynaeT в цепи питани  канатов 118-121 импульсного усилител 

13 и обеспечивает по закону полусинусоиды изменение напр жени  питани  и соответственно тока в базах транзистров 129-132. На фиг. 9,а приведена форма тока i }2, потребл емого от силового инвертирующего каскада 32; на фиг. 9,6 - форма напр жени  U 32 на выходе последнего; на фиг. 9.в,г, д - формы соответственно базового тока iЈ, напр жение Uj на переходе база-эмиттер, напр жение Икэ на переходе коллектор-эмиттер транзисторов 129-132.

В процессе функционировани  силового инвертирующего каскада 32 под действием управл ющих сигналов U ie-fl

U3( U13(26-27) ) (ФИГ 10,а-г) с выводов 18 и 19, 22 и 23, 26 и 27, 30 и 31 импульсного усилител  13 положительна  полуволна напр жени  U.J. (фиг. 10,д) формируетс  транзисторами 129, 130, а отрицательна  - транзисторами 131, 132. При открытии транзистора 129 (транзистор 130 открыт,транзисторы 131, 132 закрыты) напр жение питани  +Е поступает на выходные выводы 43, 44. По окончании импульса и.

транзистор. 129 закрываетс , транзистор 130 остаетс  открытым, транзистор 131 открываетс , а транзистор 132 остаетс  закрытым. Если нагрузка носит индуктивный характер, ток в индуктивности будет замыкатьс  через открытый транзистор 130 и диод 137, напр жение на закрытом транзисторе 129 не превышает Е. В следующем такте закрываетс  транзистор

130и открываетс  транзистор 132 (транзистор 129 закрыт, транзистор

131открыт). Напр жение питани  - Е поступает на выходные выводы 43, 44, Далее транзистор 132 закрываетс ,

а транзистор 130 открываетс . В этом случае ток в индуктивности замыкаетс  через транзистор 131 и диод 138. Конденсаторы 133, 134 служат дл  формировани  средней точки .Силовой инвертирующий каскад 32 обеспечивает напр жение на любом из закрытых транзисторов схемы не более Е. При этом имеет место повышенный КПД за счет снижени  мощности при переключении в два раза при работе на нагрузку любого характера. Использу  пропорциональное токовое управ

5

5

0

5

0

5

0

5

ление, можно снизить остаточные напр жени  на транзисторах 129-132.

Дл  обеспечени  надежной работы стабилизирующего преобразовател  напр жени  при обрыве нагрузки имеетс  узел 76 отбора энергий от резонансного LC-контура 47. Разгруженный контур 47 нагружаетс  через диоды 77,78 на силовой инвертирующий каскад 32, при этом практически прекращаетс  потребление энергии от подвижного источника 96 питани , котора  расходуетс  только на восполнение потерь в преобразователе. Выбором величины индуктивности дроссел  79, служащего дл обеспечени  неискаженной формы выходного синусоидального напр жени  при включении диодов 77.78 можно регулировать амплитуду синусоидального сигнала, при которой наступает отбор энергии из LC-контура 47 в каскад 32. При ко- ротном замыкании последний нагружаетс  на дроссель 48 LC-контура 47„ При этом силовой инвертирующий каскад 32 обеспечивает работу с высоким КПД на индуктивную нагрузку за счет рекуперации энергии через транзисторы 130, 131. Кроме того, дл  повышени  КПД устройства используютс  вспомогательные вторичные обмотки 54-56 трансформатора 51 со вспомогательными выпр мител ми 59-61 и фильтрами 62-64, которые выполн ют функции источников питани  модул тора 1 . Начальное питание модул тора 1 обеспечиваетс  с помощью сервисного блока 68 питани , затем по достижении на выходе силового инвертирующего каскада 32 напр жени , достаточного дл  питани  элементов модул тора 1, потребление от блока 68 прекращаетс . При этом сам силовой инвертирующий каскад 32 обеспечивает модул тор 1 требуемой энергией. Перехват питани  осуществл етс  с помощью разделительных диодов 65-67.

Вспомогательные выпр митель 60 и фильтр 63 используютс , как уже отмечалось, дл  реализации обратной св зи по посто нному напр жению. Изменение напр жени  обратной св зи приводит к изменению ширины выходного импульса модул тора 1 и тем самым компенсирует ошибку, л о р м у л а изобретени 

Стабилизирующий преобразователь напр жени  посто нного тока, содержащий выполненный с первым и вторым транзисторами силовой инвертирующий каскад, питающий вход которого соединен с выводами дл  подключени  первич ного источника питани , а первый и второй управл ющие входы - с первым и вторым выходами импульсного усилител , последовательно включенные выходной трансформатор, силовые выпр - митель и фильтр, выход которого соединен с выводами дл  подключени  нагрузки, узел обратной св зи, ши- ротно-импульсный модул тор, соединенный первым сигнальным входом с цепью обратной св зи по посто нному напр жению , выходом - со входом импульсного усилител  и включающий в себ  первый интегратор, вход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход - к инвертирующему входу первого компаратора, первый RS-триг- гер, R-вход которого соединен с выходом первого компаратора, два элемента И, первый из которых одним из входов подключен к выходу первого RS-триггера, генератор тактовых импульсов , отличающийс  тем, что, с целью повышени  устойчивости функционировани , качества стабилизации и КПД, а также расширени  динамического диапазона регулировани  выходного напр жени , в него введены последовательный резонансный LC-контур с дросселем и двум  конден

саторами и узел отбора энергии от резонансного LC-контура, состо щий из двух диодов и дроссел , широтно- импульсный модул тор снабжен вторыми сумматором, интегратором, компаратором и RS-триггером, двум  инвертирующими усилител ми, элементом НЕ, вторым и третьим сигнальными входами, а импульсный усилитель - третьим и четвертым выходами, узел обратной св зи выполнен с разв зывающим трансформатором , четырьм  диодами, четырьм  конденсаторами и четырьм  резисторами и соединен выходами со вторым и третьим сигнальными входами широтно-импульсного модул тора, а в силовой инвертирующий каскад, снабженный третьим и четвертым управл ющими входами, введены третий и четвертый транзисторы, четыре диода и два конденсатора , причем последовательный резонансный LC-контур включен в цепь между виходом силового инвертирующего каскада и первичной обмоткой

, JQ jj 0

20

25

5

0

5

0

5

выходного трансформатора, дроссель узла отбора энергии от резонансного LC-контура одним из выводов соединен с объединенными обкладками конденсаторов резонансного LC-контура, а дру гим выводом через диоды данного функционального узла подключен к питающему входу силового инвертирующего каскада, в широтно-импульсном модул торе вход первого инвертирующего усилител  использован в качестве первого сигнального входа данного функционального узла, а выход соединен со входом второго инвертирующего усилител  и первым входом первого сумматора, выход второго инвертирующего усилител  через второй сумматор подключен ко входу второго интегратора , выход которого соединен с инвертирующим входом второго компаратора , R-вход второго RS-триггера соединен с выходом второго компаратора , в выход - с одним из входов второго элемента И, выход генератора тактовых импульсов подключен к другому входу второго элемента. И и через элемент НЕ - к счетному входу первого RS-триггера и другому входу первого элемента И, а в качестве второго и третьего сигнальных входов данного функционального узла использованы вторые входы сумматоров , в силовом инвертирующем каскаде, построенном по четырехтранзисторной полумостовой схеме и соединенном третьим и четвертым управл ющими входами соответственно с третьим и четвертым выходами импульсного усилител , первый и второй диоды включены антипараллельно соответствующим парам эмиттер-коллекторных переходов транзисторов, третий и четвертый диоды - разнонаправленно между объединенными силовыми выводами указанных пар и объединенными обкладками конденсаторов , базовые цепи транзисторов использованы в качестве управл ющих входов данно-го функционального узла, обкладки конденсаторов - в качестве двух разнопол рных и общего выводов питающего входа, а нагрузочна  диагональ полумоста - в качестве выхода, в узле обратной св зи первична  обмотка разв зывающего трансформатора подключена к выходу силового инвертирующего каскада, перва  пара разнонаправленных диодов включена между крайними выводами

вторичной обмотки и первыми вывода- ми первого и второго резисторов, втора  пара - между теми же выводами вторичной обмотки и первыми выводами третьего и четвертого резисторов , первыми обкладками первого и второго, третьего и четвертого конденсаторов , вторые обкладки первого

и второго конденсаторов соединены со средним выводом вторичной обмотки , вторые выводы всех резисторов, третьего и четвертого конденсаторов объединены друг с другом, а в качестве выходов данного функционального узла использованы выводы первого и второго резисторов.

65

W62

59

S3

LH

so

S1

51

1

т

a

120

n

121

M# -125

27 25 Id

H3J

Из/

Нг5

ФигЗ

68

139

Ж Vi05

и и;0°

№ 73

72

t

Фиг. 6

12Г)ф

50

Составитель Л. Морозов Редактор Е. Зубиетова Техред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Заказ 1554

Тираж 396

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

фиг 10

Подписное

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Стабилизирующий преобразователь напряжения постоянного тока, содержа13

   I Η ещй выполненный с первым и вторым транзисторами силовой инвертирующий каскад, питающий вход которого соединен с выводами для подключения первичного источника питания, а первый и второй управляющие входы - с первым и вторым выходами импульсного усилителя, последовательно включенные выходной трансформатор, силовые выпря- ,θ митель и фильтр, выход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, узел обратной связи, широтно-импульсный модулятор, соединенный первым сигнальным входом с цепью 15 обратной связи по постоянному напряжению, выходом - со входом импульсного усилителя и включающий в себя первый интегратор, вход которого подключен к выходу первого сумматора, jq а выхоу» - к инвертирующему входу первого компаратора, первый RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом первого компаратора, два элемента И, первый из которых одним 25 из входов подключен к выходу первого RS-триггера, генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьшения устойчивости функционирования, качества 39 стабилизации и КПД, а также расширения динамического диапазона регулирования выходного напряжения, в него введены последовательный резонансный LC-контур с дросселем и двумя конденсаторами и узел отбора энергии от резонансного LC-контура, состоящий из двух диодов и дросселя, широтноимпульсный модулятор снабжен вторыми сумматором, интегратором, компаратором и RS-триггером, двумя инвертирующими усилителями, элементом НЕ, вторым и третьим сигнальными входами, а импульсный усилитель - третьим и четвертым выходами, узел обратной связи выполнен с развязывающим трансформатором, четырьмя диодами, четырьмя конденсаторами и четырьмя резисторами и соединен выходами со вторым и третьим сигнальными входами широтно-импульсного модулятора, а в силовой инвертирующий каскад, снабженный третьим и четвертым управляющими входами, введены третий и четвертый транзисторы, четыре диода и два конденсатора, причем последовательный резонансный LC-контур включен в цепь между выходом силового инвертирующего каскада и первичной обмоткой выходного трансформатора, дроссель узла отбора энергии от резонансного LC-контура одним из выводов соединен с объединенными обкладками конденсаторов резонансного LC-контура, а дру гим выводом через диоды данного функционального узла подключен к питающему входу силового инвертирующего каскада, в широтно-импульсном модуляторе вход первого инвертирующего усилителя использован в качестве первого сигнального входа данного функционального узла, а выход соединен со входом второго инвертирующего усилителя и первым входом первого сумматора, выход второго инвертирующего усилителя через второй сумматор подключен ко входу второго интегратора, выход которого соединен с инвертирующим входом второго компаратора, R-вход второго RS-триггера соединен с выходом второго компаратора, в выход - с одним из входов второго элемента И, выход генератора тактовых импульсов подключен к другому входу второго элемента. И и через элемент НЕ - к счетному входу первого RS-триггера и другому входу первого элемента И, а в качестве второго и третьего сигнальных входов данного функционального узла использованы вторые входы сумматоров, в силовом инвертирующем каскаде, построенном по четырехтранзисторной полумостовой схеме и соединенном третьим и четвертым управляющими входами соответственно с третьим и четвертым выходами импульсного усилителя, первый и второй диоды включены антипараллельно соответствующим парам эмиттер-коллекторных переходов транзисторов, третий и четвертый диоды - разнонаправленно между объединенными силовыми выводами указанных пар и объединенными обкладками конденсаторов, базовые цепи транзисторов использованы в качестве управляющих входов данного функционального узла, обкладки конденсаторов - в качестве двух разнополярных и общего выводов питающего входа, а нагрузочная диагональ полумоста - в качестве выхода, в узле обратной связи первичная обмотка развязывающего трансформатора подключена к выходу силового инвертирующего каскада, первая пара разнонаправленных диодов, включена между крайними выводами вторичной обмотки и первыми выводами первого и второго резисторов, вторая пара - между теми же выводами вторичной обмотки и первыми выводами третьего и четвертого резисторов, первыми обкладками первого и второго, третьего и четвертого конденсаторов, вторые обкладки первого и второго конденсаторов соединены со средним выводом вторичной обмот— ки, вторые выводывсех резисторов, третьего и четвертого конденсаторов объединены друг с другом, а в качестве выходов данного функционального узла использованы выводы первого и второго резисторов.

   Фиг. 1 фиг .4

   Фиг. 6 фае. в ь

   г д

   ^УГ. ГУ ГУ гу ~LJ I------ I : : •

   фиг. 9