SU393799A1 - - Google Patents

Description

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Предлагаемое устройство относитс  к преобразовател м электрической энергии и может примен тьс  дл  электропитани  различных электронных и электротехнических устройств посто нным током.

Известны преобразователи посто нного напр жени , содержащие входной фильтр, ключевой силовой блок, выходной фильтр LC, дроссель которого имеет основную и дополнительную обмотки, и включенный между силовым узлом и выходным фильтром блок управлени .

Недостаток таких преобразователей заключаетс  в неустойчивости против возникновени  автоколебаний при оптимальных параметрах фильтра, в том числе при включении в схему зправлени  интегрирующего звена, обусловленной неполным устранением фазового сдвига, возникающего вследствие инерционности сглаживающего фильтра.

Цель предлагаемого изобретени  - устранить фазовый сдвиг, возникающий в сглаживающем фильтре, обеспечить устойчивую работу с включенным в схему управлени  интегрирующим звеном и некритичность к параметрам сглаживающего фильтра.

Это достигаетс  тем, что блок управлени  подключен ко входу сглаживающего фильтра через последовательно включенные разделительный конденсатор и дополнительную обмотку дроссел  фильтра, при этом блок управлени  соединен с выходной клеммой преобразовател  через резистор. Кроме, того, дл  устранени  вли ни  входного фильтра последний через разделительный конденсатор подключен к выводу блока управлени , соединенному через резистор с общей шиной преобразовател  и нагрузки.

Па фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 изображен вариант схемы преобразовател  с включением ключевого силового блока в качестве источника вольтодобавки .

Преобразователь посто нного напр жени  по предлагаемой схеме состоит из ключевого блока /, включенного на выходе сглаживающего фильтрами блока управлени  ключевым

блоком 3, подключенным к выходу через резистор 4, а ко входу сглаживающего фильтра через последовательно соединенные конденсатор 5 и вспомогательную обмотку 6 дроссел  сглаживающего фильтра.

Па входе устройства включен источник питани  7 и входной фильтр 8, на выходе - нагрузка 9.

Входной фильтр (фиг. 2) зажимом 10 через конденсатор // подключен к выводу блока управлени , св занному с общей щиной

источника питани  и нагрузки через резистор 12.

Ключевой блок / содержит управл емые от блока 3 силовые ключевые элементы, например транзисторы, используемые в качестве прерывател  тока нагрузки непосредственно или через силовой трансформатор и выпр митель. Блок / может быть также выполнен в виде двух последовательно включенных по выходу генераторов, возбуждаемых от соответствующих напр жений пр моугольной формы с регулируемым относительно друг друга сдвигом фаз, включенных на общий выпр митель, а также молсет иметь управл емые, диоды.

Блок управлени  3 представл ет собой устройство дл  щиротно-импульсной модул ции, выполненное, например, на двух автогенераторах , сдвиг фаз между которыми регулируетс  в зависимости от уровн  выходного напр жени  с помощью магнитного усилител , или путем управлени  с выхода частотой одного из генераторов, частота второго при этом стабильна.

Таким образом, преобразователь посто нного напр жени  имеет замкнутый контур регулировани , благодар  которому выходное напр жение поддерживаетс  автоматически на заданном уровне.

В предлагаемом устройстве могут возникнуть автоколебани , обусловленные дополнительным сдвигом фаз на сглаживающем фильтре 2. Частота этих колебаний в несколько () раз ниже, чем частота коммутации ключевого блока, поэтому вспомогательна  обмотка 6 дроссел  фильтра дл  тока возможных автоколебаний из-за дополнительного сдвига фаз на фильтре 2 представл ет в несколько раз меньшее сопротивление, чем дл  тока с частотой пульсаций (с частотой коммутации ключевого блока). В результате обмотка 6 дл  напр жени  пульсаций  вл етс  заграждающей (компенсирующей), а дл  сигнала автоколебаний - пропускающей, и потенциал, по переменному току частоты автоколебаний зажима 10,  вл ющегос  входным зажимом сглаживающего фильтра 2, через упом нутую обмотку 6 и конденсатор 5 почти без искажений передаетс  на вход блока управлени  3, выдел  сь на резисторе 4 (остаточные искажени , вносимые индуктивностью обмотки 6 сглаживающего дроссел , могут быть скомпенсированы подбором емкости конденсатора 5), а напр жение пульсаций на входе блока управлени  находитс  на уровне пульсаций на выходе преобразовател .

Вспомогательна  обмотка 6 дроссел  сглаживающего фильтра использована таким образом , что дл  пульсаций она  вл етс  заградительной , а дл  сигнала автоколебаний - провод щей. Этому способствуют имеющиес  в дросселе частотные искажени .

В результате исключен практически полностью сдвиг фаз, обусловленный инерционностью всех звеньев фильтра, в том числе и первого. Тем самым нарущаетс  условие возникновени  автоколебаний - баланс фаз, и схема в опасной зоне частот приобретает устойчивость. При этом блок 3 «следит за посто нным напр жением непосредственно на нагрузке, что позвол ет получить высокую стабильность выходного напр жени .

Предложенный преобразователь напр жени  устойчив и имеет высокую стабильность при любом числе звеньев сглаживающего фильтра и их инерционности, поэтому в нем может быть получен любой сколь угодно малый уровень пульсаций выходного напр жени .

Преобразователь сохран ет устойчивость в работе и при включении в цепи обратной св зи интегрирующего звена, поскольку сдвиг фаз, возникающий в интегральном звене при полностью устраненном сдвиге фаз сглаживающего фильтра, оказываетс  недостаточным , чтобы обеспечить баланс фаз на частоте автоколебаний.

На фиг. 2 схема преобразовател  использует ключевой блок 1 в качестве вольтодобавочного . В устройстве имеетс  дополнительно включенна  св зь схемы управлени  с входным фильтром через конденсатор, устран юща  вли ние фазового сдвига, вносимого входным фильтром, и тем самым повыщающа  запас устойчивости схемы.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Преобразователь посто нного напр же-ни , содержащий входной фильтр, ключевой блок, выходной фильтр LC, дроссель которого имеет основную и дополнительную обмотки и включенный между ключевым блоком и выходным фильтром блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью достижени  устойчивой работы независимо от параметров сглаживающего фильтра, блок управлени  подключен ко входу сглаживающего фильтра через последовательно включенные разделительный конденсатор и дополнительную обмотку дроссел  фильтра, при этом блок управлени  соединен с выходной клеммой преобразовател  через резистор.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  запаса по устойчивости , входной фильтр через разделительный конденсатор подключен к выводу блока управлени , соединенному через резистор с общей щиной преобразовател  и нагрузки,