SU1716593A1 - Полумостовой транзисторный преобразователь с широтно-импульсной модул цией - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питани . Цель изобретени  - улучшение качества выходного напр жени  путём снижени  высокочастот- ной составл ющей входного напр жени  и уменьшени  амплитудной модул ции за счет увеличени  быстродействи  при обработке возмущающих воздействий. Полумостовой преобразователь напр жени  выполнен на транзисторах 2,3, дроссел х 4, 5, конденсаторах 13, 14 и выходном трансформаторе 15. Дл  обеспечени  цели дроссели 4, 5, снабжены вторичными обмотками и подключены через выпр мительные мосты и фильтры к выводам питани  компаратора блока 17 управлени . При этом уменьшаютс  параметры конднсатора 13, т.к. выбор его осуществл етс  из услови  фильтрации нижних частот. 2 ил. СО

Description

о ел о

со

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитани  дл  получени  синусоидального напр жени  с регулируемой амплитудой.

Цель изобретени  - улучшение качества выходного напр жени  путем снижени  высокочастотной составл ющей тока на шинах источника питани , уменьшение амплитудной модул ции за счет увеличени  быстродействи  при обработке возмущающих воздействий.

На фиг.1 приведена принципиальна  схема преобразовател  с ШИМ; на фиг.2 - осцилограммы напр жений на элементах схемы с соответствующей инфексацией.

Входные выводы 1 подключены к транзисторам 2 и 3, между которыми соединены последовательно первичные обмотки дросселей 4 и 5. Вторичные обмотки 6 и 7 этих дросселей с выпр мительными мостами 8 и 9 фильтром 10 образуют источник посто нного напр жени . Транзистор 2 и первична  обмотка дросселей, транзистор 3 и первична  обмотка дросселей 4 и 5 зашун- тированы обратными диодами 11 и 12. Между положительными выводами 1 источника питани  средней точкой соединени  первичных обмоток дросселей 4 и 5 подключен конденсатор 13 фильтра нижних частот, з между этой же точкой и отрицательным выводом 1 - конденсатор 14, который последовательно соединен с первичной обмоткой трансформатора 15. Вторична  обмотка выходного трансформатора 15 подключена к цепи 16 нагрузки. Причем блок 17 управлени  может быть выполнен в виде схемы сравнени  на компараторе 18, с подключенными генератором 19 пилообразных импульсов с регулируемой посто нной составл ющей и задающего генератора 20 синусоидального напр жени  заданной выходной частоты к входам компаратора, Вход компаратора соединен с усилителем 21, выходы которого присоединены к базам транзисторов 2 и 3.

Емкость конденсатора 14 выбираетс  таким образом, чтобы сопротивление по выходной модулирующей было во много раз меньше сопротивлени  нагрузки, причем емкость конденсатора 14, котора  рассчитываетс  по формуле

г. н

UfnAUct

во много раз больше емкости конденсатора 13, котора  рассчитываетс  по формуле дл  выбора фильтра нижних частот дл  получени  синусоидального напр жени  модулирующей частоты из несущей частоты

переключени  транзисторов. Задава сь напр жени ми по основной гармонике UH 0,95 UBX по первой высшей гармонике Uni 0,07 UMBX, уравнение дл  емкости конден- сатора 13 фильтра нижних частот и одного из дроссел  4 или 5 будет иметь вид

RH

IV

-VRH2(1 )2 +

На фиг,2 обозначены: U3r - напр жени  на выходе задающего генератора; Un - напр жение пилообразных импульсов с регулируемой посто нной составл ющей; Uy - напр жение на выхЪде усилител .

Устройство работает следующим образом .

В установившемс  режиме на обоих конденсаторах 13 и 14 величина посто нного напр жени  зависит от относительной

длительности отпирани  транзисторов 2 и 3, а так как частота генератора 19 значительно выше частоты генератора 20, средн   длительность открытого состо ни  за период одинакова, то посто нные составл ющие

напр жени  на конденсаторах 13 и 14 равны между собой. Транзисторы 2 и 3 можно представить по отношению к нагрузке источниками переменного напр жени , как генераторы напр жени  выходной частоты.

Так как емкость конденсатора 14 больше емкости конденсатора 13, то дл  выходной частоты напр жение на конденсаторе 14 меньше, чем на 13.0тпираниетранзисторов

2и 3 происходит поочередно и без паузы в управлении.

При открытом транзисторе 2 и закрытом

3ток протекает по контурам .1-2-3-14-15 через нагрузку и одну из обмоток 4, а также по контурам 5-11-2-4, 13-2-4, в которых

расходуетс  энерги , запасенна  в обмотке 5. Так как напр жение на конденсаторе 13 посто нно и равно половине напр жени  питающей сети, то соотношение между токами этих контуров определ етс  сопротивлением конденсаторов 14 и 13, т.е. токами через эти конденсаторы. Ток, протекающий через конденсатор 13, намного меньше тока через конденсатор 14. При отпирании транзистора 3 и закрытом 2 ток протекает по контуру 3-15-14-5, т.е. через нагрузку и обмотку 5, а также по контурам 4-5-3-12, 1-13-5-3, в которых расходуетс  энерги , запасенна  в обмотке 4. Таким образом, источник питани  практически не нагружаетс  токами высокой частоты, что снижает пульсации на его выводах и как следствие уменьшает амплитудную модул цию выходного напр жени , что уменьшает качество выходного напр жени  преобразовател . Увеличение быстродействи  достигаетс  за счет введени  в блок 17 управлени  напр жени  пропорционального напр жению не дроссел х 4 и 5. Часть высокочастотных составл ющих тока замыкаетс , мину  источник-питани  и конденсатор 14.

Импульсы на базы транзисторов 2 и 3 подаютс  системой управлени  следующим образом. Напр жение, имеющее синусоидальную форму, получаемое с помощью генератора 20, амплитуда которого зависит от величины выходного напр жени  фильтра 10, сравниваетс  в компараторе 18с напр жением генератора пилообразных импульсов 19, при равенстве этих напр жений происходит смена состо ни  компаратора, состо ние которого мен етс  через период пилообразных импульсов. На выходе компаратора имеютс  широтно-модулирован- ные импульсы, поступающие на усилитель 21, с выхода которого они поступают на базы транзисторов. При изменении напр жени  на входе преобразовател  измен етс  напр жение на первичной обмотке дросселей 4 и 5,.а значит и на вторичных обмотках 6 и 7, так как напр жение практически не содержит низкой выходной частоты , то напр жение на обмотках 6 и 7 также высокочастотное, поэтому фильтр 10 за выпр мительными мостами 8 и 9 имеет малые посто нные времени, т.е. врем  отработки сигнала весьма мало и обратна  св зь  вл етс  быстродействующей. Таким образом, в

преобразователе с ШИМ использована система управлени , реализующа  ШИМ с одновременным воздействием высокочастотных составл ющих тока дл  лучшей ста- билизации путем реагировани  на их изменени  обмотках обоих дросселей и в оба полупериода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Полумостовой транзисторный Преобразователь с широтно-импульсной модул цией , содержащий подключенные к входным выводам преобразовател  два транзистора с последовательно соединенными первичными обмотками соответствующих дросселей, блок управлени  транзисторами со схемой сравнени  на компараторе , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества выходного напр жени  путем снижени  высокочастотной составл ющей входного напр жени  и уменьшени  амплитудной модул ции за счет увеличени  быстродействи  при отработке возмущающих воздействий, введены

   вторичные обмотки указанных дросселей через соответственно введенные выпр мительные мосты и фильтры/выходами соединенные согласно-последовательно и подключенные к выводам питани  компаратора блока управлени , причем параметры конденсатора, подключенного к положительному выводу, выбраны из услови  фильтрации нижних.частот.

   OU