SU1742965A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Использование в качестве источника питани  радиотехнических и электротехнических устройств Сущность изобретени  улучшение качества выходного напр жени  за счет уменьшени  величины пульсации с сохранением гальванической разв зки нагрузки от источника входного напр жени . Устройство состоит из двух входных выводов 1 и 2, двух выходных выводов 3 и 4, двух диодов 5 и 6, накопительного 8 и выходного 9 конденсаторов. Диод 5 включен между входным 1 и через управл емый ключевой элемент 7 выходным 3 выводами Диод 6 1 включен между выводами 2 и 4 в направлении , обратном диоду 5. Управл ющий вывод ключевого элемента 7 через резистор 10 соединен с выходным выводом 4. Входы блока 12 управлени  соединены с входами выпр мител , соединенными с входными выводами 1 и 2 Выход блока 12 управлени  соединен со светоизлучателем оптоэлект- ронного прибора 11 фотоприемник которого одним выводом соединен с входом, а другим - с управл ющим выводом ключевого элемента 7 Блок 12 управлени  выполнен обеспечивающим закрывание ключевого элемента 7 при положительной почувотне входного напр жени  на выводе 1 и его открывание при отрицательной полуволне и включает узел 13 питани , дифференцирующий узел 14 и узел 15 формировани  сигнала управлени  Устройство обеспечивает мгновенное выравнивание напр жений на конденсаторах 8 и 9 с их последующим совместным разр дом на нагрузку При этом диоды 5 и 6 остаютс  закрытыми под действием обратных напр жений, что обеспечивает гальваническую разв зку между нагрузкой и источником входного напр жени  2 ил -V ел С 4 4 Ю О сл

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питани  радиотехнических и электротехнических устройств.

Известно устройство, содержащее выпр митель , управл емые ключи и несколько цепочек дл  делени  напр жени , состо щих из конденсатора и двух неуправл емых вентилей, один из которых подключен анодом к выводу конденсатора, а катодом к выходной шине, другой вентиль подключен катодом к другому выводу конденсатора, а анодом к другой выходной шине, причем смежные цепочки соединены между собой неуправл емыми вентил ми и указанные цепочки объединены в группы, которые соединены друг с другом и с цепью нагрузки через управл емые ключи, кажда  из групп св зана через управл емые ключи сто щие в каждой входной и выходной шинах этой группы, а остальные - через управл емые ключи, сто щие в одной из шин. причем число цепочек в группах определ етс  кратностью делени .

Недостатком данного устройства  вл - ветс  наличие гальванической св зи цепи нагрузки с источником переменного напр жени ,

Наиболее близким к предлагаемому преобразователю  вл етс  устройство, содержащее цепочку делени  напр жени , состо щую из двух неуправл емых вентилей, между анодом и катодом которых включен конденсатор, два управл емых ключа, каждый из которых подключен к одному из выходных выводов, второй конденсатор, включенный параллельно выходным выводам , дополнительный неуправл емый вентиль , катодом соединенный с первым входным выводом, а анодом через один из резисторов подключен к аноду стабилитрона , соединенного через другой резистор с катодами излучающих диодов управл ющих оптронных ключей, аноды которых совместно с катодом стабилитрона подключены к второму выводу соединенного с катодом неуправл емого вентил , анод другого неуправл емого вентил  подключен к первому входному выводу, а его катод через третий резистор соединен с объединенными анодами светоприемных диодов управл ющих оптронных ключей катоды которых соединены с входами управлени  управл емых ключей, подключенных к выводам конденсатора цепочки делени  напр жени .

Недостатком известного устройства  вл етс  управление ключами через полпериода входного напр жени , в св зи с чем накопительный конденсатор работает на

нагрузку полпериода, хот  его зар д заканчиваетс  через четверть периода входного напр жени , что приводит к увеличению величины пульсации выходного напр жени .

Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени  путем уменьшени  величины его пульсаций.

В преобразователе переменного напр жени  в посто нное управл ющий вывод

0 ключевого элемента через резистор соединен с вторым выходным выводом преобразовател , а блок управлени  содержит узел питани , дифференцирующий узел и узел формировани  сигнала управлени  с задан5 ным соотношением длительностей импульса и паузы. Это позвол ет повысить качество выходного напр жени  путем уменьшени  величины его пульсаций с сохранением гальванической разв зки на0 грузки от источника входного напр жени . На фиг. 1 представлена схема преобразовател  переменного напр жени  в посто нное; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие работу устройства.

5Преобразователь переменного напр жени  в посто нное содержит выпр митель , включающий два входа 1 и 2 и два выхода 3 и 4, соединенные соответственно с входными дл  подключени  источника

0 переменного напр жени  и выходными дл  подключени  нагрузки выводами, первый 5 и второй 6 диоды, управл емый ключевой элемент 7, накопительный 8 и выходной 9 конденсаторы, резистор 10 и оптоэлектрон5 ный прибор 11, причем анод первого 5 и катод второго 6 диодов образуют соответственно первый 1 и второй 2 входы выпр мител , катод первого диода 5 соединен с положительным выводом накопительного

0 конденсатора 8 и входом ключевого элемента 7, выход которого подключен к положительному выводу выходного конденсатора 9 и образует первый выход 3 выпр мител . Анод второго диода 6 соединен с отрица5 тельными выводами накопительного 8 и выходного 9 конденсаторов и образует второй выход 4 выпр мител .

Блок 12 управлени  предназначен дл  закрывани  ключевого элемента 7 при поло0 жительной полуволне входного напр жени  на первом входе 1 выпр мител  и открывани  ключевого элемента 7 при отрицательной полуволне входного напр жени , причем первый и второй входы блока 12

5 управлени  соединены соответственно с первым 1 и вторым 2 входами выпр мител , а его выходы соединены со светоизлучате- лем оптоэлектронного прибора 11, фотоприемник которого одним выводом соединен с входом, а другим - с управл ющим выводом ключевого элемента 7, управл ющий вывод ключевого элемента 7 через резистор 10 соединен с вторым выходом 4 выпр мител . Блок 12 управлени  содержит узел 13 питани , дифференцирующий узел 14 и узел 15 формировани  сигнала управлени , обеспечивающий формирование сигнала управлени  с заданным соотношением длительностей импульса и паузы, причем общие выводы всех узлов объединены в общую точку, подключенную к второму входу блока 12 управлени , входные выводы узла 13 питани  и дифференцирующего узла 14 подключены к первому входу блока 12 управлени , выход узла 13 питани  подключен к одному из выходных выводов блока 12 управлени  и к питающему входу узла 15 формировани  сигнала управлени , выход которого соединен с другим выходным выводом блока 12 управлени , а вход - с выходом дифференцирующего узла 14.

На диаграммах А - эпюра входного напр жени ; Б - эпюра сигнала управлени ; В -эпюра напр жени  на накопительном конденсаторе; Г - эпюра выходного напр жени  преобразовател .

Преобразователь работает следующим образом.

При поступлении положительной полуволны на входные выводы 1 и 2 через диоды 5 и 6 зар жаетс  накопительный конденсатор 8 до максимального значени  входного напр жени , при этом на выходе дифференцирующего узла 14 по вл етс  импульс на врем , пока dUBx/dt 0. Этот импульс, поступает на вход узла 15 формировани  сигнала управлени , который в простейшем случае представл ет собой ждущий мультивибратор, срабатывающий по переднему фронту входного импульса. На выходе узла 15 формировани  сигнала управлени  при этом по вл етс  импульс заданной длительности (длительность определ етс  параметрами элементов мультивибратора ), обеспечивающий протекание тока через светоизлучатель оптоэлектрон- ного прибора 11, что приводит к открыванию его фотоприемника и закрыванию ключевого элемента 7.

В момент окончани  импульса управлени  прекращаетс  воздействие на фотоприемник оптоэлектронного прибора 11, ключевой элемент 7 открываетс , так как он выполнен нормально открытым, дл  чего управл ющий вывод ключевого элемента 7 через резистор 10 соединен с вторым выходным выводом 4 преобразовател .

При этом происходит мгновенное выравнивание напр жений на накопительном 8 и выходном 9 конденсаторах с их последующим совместным разр дом на нагрузку. Причем диоды 5 и 6 остаютс  закрытыми присутствующими на них обратными напр жени ми , что обеспечивает гальваническую

разв зку нагрузки от источника входного напр жени .

Длительность импульса, закрывающего ключевой элемент 7, должна превышать четверть периода входного напр жени  (вре0 м , пока dUex/dt 0)дл  обеспечени  спада положительной полуволны на аноде диода 5 до уровн  ниже величины напр жени  на накопительном конденсаторе 8. Это необходимо дл  исключени  открывани  диода 5 в

5 момент выравнивани  напр жений на накопительном 8 и выходном 9 конденсаторах, в противном случае это может привести к образованию кратковременной гальванической св зи нагрузки с источником входно0 го напр жени . По сравнению с известным в предлагаемом преобразователе происходит уменьшение величины пульсаций выходного напр жени  за счет увеличени  времени совместного разр да накопитель5 ного и выходного конденсаторов практически до трех четвертей периода входного напр жени , так как величина превышени  длительности импульса управлени  четверти периода может выбиратьс  очень

0 незначительной. Увеличение времени совместного разр да накопительного и выходного конденсаторов эквивалентно увеличению емкости выходного конденсатора на это врем . В случае использовани  двух

5 одинаковых преобразователей, включенных параллельно, по вл етс  дополнительный эффект уменьшени  величины пульсаций, так как на нагрузку посто нно работают три или четыре конденсатора, т.е. или два выходных и

0 один накопительный, или два выходных и оба накопительных конденсатора.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий выпр ми5 тель. включающий два входа и два выхода, соединенные соответственно с входными дл  подключени  источника переменного напр жени  и выходными дл  подключени  нагрузки выводами, первый и второй диоды

   0 управл емый ключевой элемент, накопительный и выходной конденсаторы, резистор и оптоэлектронный прибор, причем анод первого и катод второго диодов образуют соответственно первый и второй входы

   5 выпр мител , катод первого диода соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и входом ключевого элемента, выход которого подключен к положительному выводу выходного конденсатора и образует первый выход выпр мител 

   анод второго диода соединен с отрицательными выводами накопительного и выходного конденсаторов и образует второй выход выпр мител , а также блок управлени , выполненный обеспечивающим закрывание ключевого элемента при положительной полуволне входного напр жени  на первом входе выпр мител  и открывание ключевого элемента при отрицательной полуволне входного напр жени , причем первый и второй входы блока управлени  соединены соответственно с первым и вторым входами выпр мител , а его выход соединен со све- тоизлучателем оптоэлектронного прибора, фотоприемник которого одним выводом соединен с входом, а другим - с управл ющим выводом ключевого элемента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества выходного напр жени  путем уменьшени  его величины пульсаций, упU

   равл ющий вывод ключевого элемента через резистор соединен с вторым выходом выпр мител , а блок управлени  содержит узел питани , дифференцирующий узел и

   узел формировани  сигнала управлени , выполненный обеспечивающим формирование сигнала управлени  с заданным соотношением длительности импульса и паузы, причем общие выводы всех узлов объединены

   в общую точку, подключенную к второму входу блока управлени , входные выводы узла питани  и дифференцирующего узла подключены к первому входу блока управлени , выход узла питани  подключен к одному из

   выходных выводов блока управлени  и к питающему входу узла формировани  сигнала управлени , выход которого соединен с другим выходным выводом блока управлени , а вход - с выходом дифференцирующего

   узла.