SU1742954A1 - Преобразователь посто нного несимметричного напр жени в симметричное посто нное - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве источника питани  в устройствах автоматики. Сущность изобретени : устройство состоит из последовательной цепочки, состо щей из двух ключевых элементов 6 и 7, двух диодов 8 и 9 и включенной между положительным J входным выводом 1 и отрицательным выходным выводом 3. Обща  точка соединени  ключевых элементов через диод 13 подключена к положительному выходному выводу 2, а через конденсатор 12 - к общей точке соединени  диодов 8 и 9. Обща  точка соединени  ключевого элемента 7 с катодом диода 8 подключена к отрицательному входному выводу 4, образующему общий вывод а также через конденсаторы 14 и 15 соответ- ственно к выходным выводам 2 и 3. Указанное выполнение устройства позвол ет расширить его функциональные возможности и повысить качество выходного напр жени , т.к. обеспечиваетс  снижение1 пульсаций выходного напр жени , иск/течение импульсных перенапр жений, а также возможное1 работы как от источника несимметричного напр жени , незначительно превышающего по величине уровень выходного напр жени , так и от огноситель но высоковольтного источника 4 ил ,1Л t

Description

го ю

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики, работающих от несимметричного источника питани  и выполненных на интегральных микросхемах, требующих дл  своего питани  симметричного напр жени .

Известен преобразователь посто нного несимметричного напр жени  в симметричное посто нное, каждое из идентичных выходных плеч которого содержит два последовательно соединенных ключа, крайние выводы которых предназначены дл  подключени  к выходным выводам несимметричного источника, а средн   точка через конденсатор к общей точке последовательно соединенных диодов, катод первого из которых подключен к плюсовому выходному выводу преобразовател , а анод второго - к его минусовому выходному вы- воду.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что симметричное выходное напр жение при данной схеме не может быть больше половины несимметричного вход- ного напр жени . Такой преобразователь не находит применени , например, в схемах автоматики гусеничных машин, так как стандартное напр жение питани  микросхем 15 В, а напр жение в бортсети 22-29 В.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь , содержащий два идентичных плеча, каждое из которых состоит из двух после- довательно соединенных ключей, крайние выводы которых предназначены дл  подключени  к выходным клеммам несимметричного источника посто нного на- пр жени , а средн   точка, через конденсатор к общей точке первого и второго последовательно соединенных диодов, катод первого из которых соединен с общей шиной преобразовател  и несимметричного источника, анод второго - с минусовым выходным выводом преобразовател . Плюсовым выходным выводом  вл етс  плюсова  выходна  клемма несимметричного источника.

Данный преобразователь работоспосо- бен и с одним плечом, но дл  этого его минусовой выходной вывод должен быть за- шунтирован конденсатором.

Преобразователь обеспечивает на минусовом выходном выводе напр жение, близкое по величине к несимметричному входному.

Недостатком известного устройства  вл етс  следующее. Потери на коммутирующих элементах привод т к определенной

асимметрии в выходном напр жении преобразовател . В результате отрицательное выходное напр жение меньше по абсолютной величине положительного на удвоенную сумму падений напр жений на открытом ключе и диоде. Така  асимметри  ограничивает применение преобразовател  в схемах автоматики, т.е. снижает его функциональные возможности.

Так как источник несимметричного напр жени  дл  данного преобразовател  представл ет собой стандартный стабилизатор напр жени , то при наличии на его выходе импульсных перенапр жений собственное демпфирующие свойства преобразовател  улучшают качество его выходного напр жени  только на минусовом выходном выводе. Дл  устранени  перенапр жений на плюсовом выходном выводе необходимы дополнительные меры, что снижает качественные показатели преобразовател .

Цел зЮ изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей преобразовател  и повышение качества выходного напр жени .

Цель достигаетс  тем, что преобразователь посто нного несимметричного напр жени  в симметричное посто нное, содержащий входной, два выходных и общий выводы дл  подключени  соответственно источника посто нного несимметричного напр жени  и нагрузки, цепочку из последовательно соединенных двух ключевых элементов и двух диодов, причем анод второго диода соединен с отрицательным выходным выводом, свободный вывод первого ключевого элемента соединен с положительным входным выводом, обща  точка соединени  второго ключевого элемента с первым диодом подключена к общему выводу , а между общей точкой соединени  двух ключевых элементов и общей точкой соединени  двух диодов включен первый конденсатор , а также третий диод и второй конденсатор, указанный третий диод анодом подключен к общей точке соединени  первого и второго ключевых элементов, а катодом - к положительному выходного выводу , указанный второй конденсатор включен между положительным выходным и общим выводами, а между отрицательным выходным и общим выводами включен дополнительно введенный третий конденсатор .

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2-4 - по снени  к его работе.

Преобразователь посто нного несимметричного напр жени  в симметричное посто нное содержит входной 1, два выходные 2 и 3 и общий 4 выводы дл  подключени  соответственно источника посто нного несимметричного напр жени  5 и нагрузки, цепочку из последовательно соединенных ключевых элементов 6 и 7 и диодов 8 и 9, причем анод диода 9 соединен с отрицательным выходным выводом 3, свободный вывод ключевого элемента 6 соединен с положительным входным выводом 1, обща  точка соединени  ключевого элемента 7 с диодом 8 подключена к общему выводу 4, а между общей точкой 10 соединени  ключевых элементов 6 и 7 и общей точкой 11 соединени  диодов 8 и 9 включен первый конденсатор 12, третий диод 13 анодом подключен к общей точке 10 соединени  первого и второго ключевых элементов, а катодом - к положительному выходному выводу 2, второй конденсатор 14 включен между положительным выходным 2 и общим 4 выводами, а между отрицательным выходным 3 и общим 4 выводами включен третий конденсатор 15.

Преобразователь работает следующим образом.

В первый полупериод рабочего такта, когда ключ 6 открыт, а ключ 7 закрыт, конденсатор 12 зар жаетс  от источника 5 через диод 8. Одновременно положительный потенциал источника 5 через диод 13 подаетс  на нагрузку, подключенную к положительному выходному выводу 2 и зар жает конденсатор 14.

Во второй полупериод рабочего такта ключ 6 закрываетс , ключ 7 открываетс . Зар женный конденсатор 12 одной обкладкой подключаетс  к общей шине преобразовател  и начинает разр жатьс  через диод 9 на нагрузку, подключенную к отрицательному выходному выводу 3, обеспечива  на этой нагрузке напр жение, симметричное входному относительно общей шины преобразовател  и зар жа  одновременно конденсатор 15, Положительное напр жение на выходном выводе 2 поддерживает в это врем  конденсатор 14. В следующий полупериод рабочего такта в процессе зар да конденсатора 12 напр жение на выходном выводе 3 будет поддерживать конденсатор 15.

Таким образом, на выходах выводах 2 и 3 поддерживаетс  симметричное напр жение , отличающее по абсолютной величине на сумму падений напр жений на открытом ключе и диоде (фиг. 2 и 3), что в два раза меньше, чем у аналога.

При наличии импульсных перенапр жений на выходе источника 5 конденсатор 12 демпфирует эти перенапр жени  в равной

мере дл  нагрузки на выводах 2 и 3, что

повышает качество выходного напр жени .

Технический эффект от использовани 

преобразовател  состоит в том, что при подключении анода диода к средней точке последовательно соединенных ключей, катода - к положительному выходному выводу и шунтировании выходных выводов симметричного источника емкостными фильтрами

относительно общей шины преобразовател  удалось повысить качество выходного напр жени  преобразовател .

Так при подключении преобразовател  к бортсети подвижного объекта пульсации и

импульсные перенапр жени , характерные дл  бортсети, эффективно демпфируютс  схемой преобразовател .

Преобразователь обладает широкими функциональными возможност ми, так как

может работать, с одной стороны, по сравнению с аналогом от источника несимметричного напр жени , незначительно превышающего по величине уровень выходного напр жени . С другой стороны при

подключении преобразовател  к источнику несимметричного напр жени  через регулируемое сопротивление можно работать и от относительно высоковольтного источника , например от бортсети подвижного объекта , стабилизированного регул тором напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь посто нного несимметричного напр жени  в симметричное посто нное, содержащий входной, два выходных и общий выводы дл  подключени  соответственно источника посто нного несимметричного напр жени  и нагрузки, цепочку из последовательно соединенных двух ключевых элементов и двух диодов, причем анод второго диода соединен с отрицательным выходным выводом, свободный вывод первого ключевого элемента

   соединен с положительным входным выводом , обща  точка соединени  второго ключевого элемента с первым диодом подключена к общему выводу, а между общей точкой соединени  двух ключевых элементов и общей точкой соединени  двух диодов включен первый конденсатор, а также третий диод и второй конденсатор отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  качества выходного напр жени , указанный третий диод анодом подключен к общей точке соединени  первого и второго ключевых элементов, а катодом - к положительному выходному выводу, указанный второй конденсатор включен между положительным выходным и общим выводами, а выводами включен дополнительно введен- между отрицательным выходным и общим ный третий конденсатор.

   9+Ш Мм

   11

   Uc

   i

   Фиг. 2

   Второй полу период рабочего такта +U1

   АОДЗ

   Aa.+

   /;ер8ый полупериод рабочего такта

   n|-ff

   ufy,r

   Фиг.З