SU1764126A1 - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Использование: вторичные источники электропитани . Сущность изобретени : преобразователь содержит двухтактный преобразователь на транзисторах (1) и (2). трансформатор (3), выпр митель (4), стабилитрон (7), оптопары (8), триггер-одновибра- тор (11). В преобразователе реализована гальванически разв зочна  обратна  св зь ; или импульсного действи , обеспечивающа  стабилизацию выходного напр жени  и сохран юща  высокий КПД преобразовател  при малых нагрузках. 2 ил.

Description

СО

С

Фие.1

v| О

ГО

о

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани  с гальванической разв зкой входа и выхода.

Известен преобразователь посто нного напр жени , содержащий два МДП - транзистора и схему управлени . Недостатком его  вл етс  отсутствие стабилизации выходного напр жени  и, следовательно снижение КПД при малых нагрузках. Кроме того, существует высока  веро тность теплового пробо  одного из силовых МДП- транзисторов при остановке тактового генератора.

Известен преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, содержащий две однотактные  чейки, узел гальванической разв зки цепей обратной св зи, ши- ротно-импульсный модул тор, логические элементы, Недостатком известного изобретени   вл етс  сложность конструкции, обусловленна  сложностью выполнени  цепи обратной св зи, котора  включает в себ  дополнительные трансформатор и источник питани , а также специальную схему широт- но-импульсной модул ции. Сложность конструкции обуславливает невысокую надежность преобразовател . Кроме того, поскольку дл  нормальной работы преобразовател  требуетс  дополнительный источник питани , то это обуславливает сравнительно невысокий КПД известного устройства при малых нагрузках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь , содержащий блок управлени , в состав-которого входит генератор импульсов , счетный триггер, логические элементы, силовые транзисторы, выходной трансформатор и узел контрол  работы блока управлени . Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие стабилизации выходного напр жени .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что, в преобразователь посто нного напр жени , содержащий двухтактный ключевой преобразователь с выходным трансформатором , вторична  обмотка которого через выпр митель и фильтр подключена к выходным выводам, а управл ющие входы силовых ключей подключены к выходам элементов И, первые входы которых подключены к выходам счетного триггера, вход которого  вл етс  тактовым входом преобразовател , в него введены цепь импульсной обратной св зи, содержаща  два измерительных диода, стабилитрон, опто- пару и триггер-одновибратор с врем зэдающей RC-цепью, а также резистор и подключенный параллельно ему диод, причем крайние выводы вторичной обмотки трансформатора через измерительные диоды,

стабилитрон и светодиод оптопары подключены к ее средней точке, фотоприемник оптопары подключен параллельно резистору врем задающей цепи, подключенной между пр мым выходом триггера-одновибратора и общей точкой схемы, а обща  точка резистора и конденсатора RC-цепи подключена к входу сброса триггера-одновибрато- ра, инверсный выход которого через введенные резистор и диод подключен к

вторым входам элементов И, тактовый вход триггера-одновибратора подключен к тактовому входу преобразовател .

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - временна  диаграмма функционировани  преобразовател .

Преобразователь посто нного напр жени  содержит силовые ключи 1 и 2 с малыми токами утечки, подключенные

истоками к общему выводу источника входного напр жени , а стоками к противоположным выводам первичной обмотки трансформатора к силовому выпр мительному мосту 4 с фильтром, а также к измерительному выпр мителю на диодах 5 и б, выход которого нагружен на последовательно включенные стабиметром 7 и светодиод оптопары 8. Фотоприемник оптопары 8 включен параллельно резистору 9 врем задающей цепочки, в которую входит также конденсатор 10. Инверсный выход тригге- ра-одновибрэтора 11 подключен на вторые входы элементов 12 и 13 через формирующую цепочку, состо щую из резистора 14 и

диода 15. Выходы элементов 12 и 13, выполн ющих логическую функцию И по нул м, подключены на затворы силовых ключей. На первые входы элементов 12 и 13 подведены взаимоинверсные выходы с делител  входной частоты на счетном триггере 16. Входна  частота поступает одновременно на тактовые входы триггера-одновибратора и счетного триггера.

Преобразователь посто нного напр жени  работает следующим образом.

При отсутствии входной задающей частоты триггер-одновибратор 11 находитс  в состо нии самосброса через резистор 9 и уровнем логической единицы с инверсного

выхода, поступающей на логические элементы 12 и 13, полностью запрещает работу преобразовател , обеспечива  тем самым минимальный ток потреблени , определ емый в основном токами утечки закрытых

силовых ключей 1 и 2. Така  схема управлени  силовыми ключами исключает их перегрев при отсутствии входной частоты, а также дает возможность дистанционного управлени  включением и выключением преобразовател . При поступлении задающей частоты FBX. счетный триггер 16 делит ее на два, обеспечива  взаимоинверсные логические сигналы на первые входы логических элементов 12 и 13. Каждый тактовый импульс задающей частоты поступает также на тактовый вход триггера 11. работающего вместе с врем задающей цепочкой из резистора 9 и конденсатора 10 в режиме одно- вибратора. Инверсный сигнал с выхода триггера-одновибратора через задерживающий резистор 14 поступает на вторые входы логических элементов И по нул м 12 и 13, обеспечива  совместно с сигналами от счетного триггера 16 поочередное включение силовых ключей 1 и 2. Задерживающий резистор 14 устран ет вли ние триггеров 11 и 16 на симметрию управл ющих сигналов. Длительность инверсных сигналов с выхода триггера-одновибратора определ етс  посто нной времени врем задающей цепочки 9 и 10, и определ ет врем  подключени  через силовые ключи соответствующей половины первичной обмотки трансформатора 3 к положительному выводу источника входного напр жени  +U. На выходных обмотках трансформатора возникает закономерна  ЭДС, котора  после выпр млени  и фильтрации поступает в нагрузку. Одновременно эта ЭДС поступает на измерительный выпр митель 5 и 6 цепи импульсной обратной св зи. Нагрузкой измерительного выпр мител   вл ютс  включенные последовательно светодиод оптопары 8 и стабилитрон 7. Принцип действи  импульсной обратной св зи состоит в том, что при достижении выходным напр жением вторичной обмотки трансформатора величины, равной напр жению пробо  стабилитрона, последний открываетс  и через светодиод оптопары начинает протекать ток. В результате резко уменьшаетс  сопротивление фотоприемника оптопары, что приводит к резкому уменьшению посто нной времени врем задающей цепочки, а значит к ускоренному сбросу триггера-одновибратора в исходное состо ние, что в свою очередь приведет к закрыванию соответствующего силового ключа. Диод 15 выполн ет при этом функцию нейтрализации задерживающего вли ни  резистора 14 на отключение силовых ключей, ускор   тем

самым реакцию цепи обратной св зи на увеличение выходного напр жени . Закрывание силового ключа приводит к прекращению подачи энергии в первичную обмотку трансформатора, а значит и к началу уменьшени  выходного напр жени  под вли нием нагруз ки. Уменьшение будет происходить до по влени  следующего тактового импульса задающей частоты, с началом которого весь описанный процесс повторитс , только при этом будет работать другой силовой ключ.

Таким образом, в схеме осуществлена гальванически разв занна  обратна  св зь импульсного действи , обеспечивающа  не

только стабилизацию напр жени  на выходе при таких дестабилизирующих факторах, как нестабильность входного питающего напр жени , нестабильность нагрузки, нестабильность входной задающей частоты,

но и обеспечивающа  сохранение высокого КПД при малых нагрузках.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь посто нного напр жени , содержащий двухтактный ключевой

   преобразователь с выходным трансформатором , вторична  обмотка которого через выпр митель и фильтр подключена к выходным выводам, а управл ющие входы силовых ключей подключены к выходам

   элементов И, стабилитрон, оптопару и триг- гер-одновибратор с врем задающей RC- цепью, а также резистор и подключенный параллельно ему диод, причем крайние выводы вторичной обмотки трансформатора

   через измерительные диоды, стабилитрон и° светодиод оптопары подключены к ее средней точке, фотоприемник оптопары подключен параллельно резистору врем задающей цепи, подключенной между пр мым выходом триггера-одновибратора и общей точкой схемы, а обща  точка резистора и конденсатора RC-цепи подключена к входу сброса триггера-одновибратора, инверсный выход которого через введенные резистор и

   диод подключен к входам элементов И, тактовый вход триггера-одновибратора подключен к тактовому входу преобразовател .

   LfFffx.

   и8ш.б

   ившГ&

   Vfax 11

   tyttxJJ

   Щых.П

   .«-

   Ъкон&Ю

   Вт

   Фиг. 2