SU680120A1 - Стабилизированный конвертор - Google Patents

Description

i

Изобретите относитс  к электротехнике, а именно, к стабилизированным преобразовател м напр жени , и может быть использовано в устройствах электропитани  электронной аппаратуры.

Известны стабилизированные преобразователи напр жеш , содержащие ключевой элемент, накошпельньш дроссель, нагружершый на выпр митель , задающш генератор и схему управлени , питаемые от входногсУ напр жени , и элемент опорного напр жени  1.

Недостатком указанньгх устройств  вл етс  нал1гчие всплеска тока в цепи ключевого элемента и перенапр жений на выходе нреобразовател  при включении питани . Этот недостаток обусловлен тем, что нри включении напр жени  гагга1ш  происходит отнирание ютючевого элемента н врем , в течение которого напр жение на задающем генераторе нарастает до величины, обеспечивающей его запуск, что приводит к агижению надежности этих устройств.

Наиболее близким по тех1шческому решению к данному изобретению  вл етс  стаб1шизиро . ва1шый ко1шертор, содержащий генератор, выход которого соединен с одним входом блока . управлени , выходом а)едш)енного со входом ключевого элемента, включенного последовательно с перв1гаюй обмоткой трансформатора, втор -ина  обмотка которого соедгаеиа с однотактным выпр мителем, через элемент опорного напр жени  соед1 ненным с другим входом блока управлени , причем в цепь между положительной шиной питани , соединенной с первичной обмоткой трансформатора, и входом ключевоГО элемента включен запускающий резистор, а отрицательна  ноша питани  соединена с ключевым элементом непосредственно 2.

К недостаткам указанного устройства относитс  всплесков тока в цепи регулирующего элемента и перенапр жений на выходе вьшр мител  нри В1спючении питани , что приводит к снижен1Ю надежности устройства. Указашше недостатки обусловлены тем, что при включении питани  ключевой элемент открываетс  по цепи запускающего резистора и - находитс  в открытом состо нии до момента

запуска задающего генератора. В течение этТого времени в цепи ключевого злеметга протекает импульс тока, амплитуда .которого определ етс  внутренним сопротивлением источника питани .

Целью изобретени   вл етс  исключение всплесков тока на входе и перенапр жений на вьрсоде конверторов при скачкообразном включении питающего напр жени , повышение надежности и улучшени  массогабаритных характернотик .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в конверторе , охарактеризованном вышеназванными признаками, между входом ключевого злемента и запускаюшим резистором включен введенный ограничительный резистор, а между точкой соединени  зтих резисторов и отрицательной шиной питани  включен введенный интегрирующий конденсатбр.

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устрюйства.

Стабилизированный преобразователь напр жени  содержит ключевой злемент 1, вход которого чфез запускающий резистор 2 и ограничительный резистор 3 соединен с положительной шиной источника питани , трансформатор 4, первична  обмотка 5 которого вю1ючена после довательно с ключевым элементом 1, вторичную обмотку 6 трансформатора 4, задающий генератор 7 и блок управлени  8, подключенные к выходу предварительного стабилизатора 9. Выход задающего генератора 7 подключен к од1юму входу блока управлени  8, второй вход которого через злемент опорного напр жени  10 соединен с выходом конвертора. Выход схемы управлени  соединен со входом ключевого элемента 1, Между точкой соединени  резисторов 2 и 3 и отрицательной шиной источника питани  включен интегрирующий конденсатор 11, ко вторичной обмотке 6 подЮ1ючен о дно полу пер йодный выходной выпр митель 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: в момент скачкообразного включени  питани  напр жение на интегрирующем конденсаторе 11 равно нулю и, затем, нарас ает по зкспоненциальному закону, что обес печиваетс  нахождением ключевого элемента 1 в закрытом состо нии. Через врем , определ емое параметрами интегрирующего конденсатора 11 и запускающего резистора 2, когда напр жение на интегрирующем конденсаторе 11 достигнет величины, достаточной дл  насыщени ключевого злемента 1, последний открываетс . В течение указанного времени напр жение на выходе предварительного стабилизатора 9 достигает величины, достаточной дл  запуска задающего генератора 7 и срабатывани  блока управлени  8 с заданными временными параметрами. После открывани  ключевого элемента I происходит накопление энергии в первичной обмотке 5 трансформатора 4, при этом величина тока в цепи ключевого элемента 1 определ етс , в основном, индуктивным сопротивлением первичной обмотки 5, Чрез врем , определ емое скважностью работы задающего генератора 7, ключевой элемент 1 закрываетс , и энерги , накопленна  в магнитном (юле первичной обмотки 5 трансформатора трансформируетс  во вторичную обмотку 6, привод  к по влению напр жени  на выходе преобразовател . При этом интегрирующий конденсатор 11 разр жаетс  через схему управлени  8, а резистор 3, включенный в депь разр да конденсатора 11, ограничивает ток блока управлени  8. До момента времени, когда напр жение на выходе выпр мител  достигнет величины на1ф жени  на элементе опорного напр жени  10, ключевой элемент 1 работает со скважностью задающего генератора 7, чем обеспечиваетс  плавное повышение выходного напр жени  преобразовател , после чего происходит включение обратной св зи и гфеобразователь переходит в статический режим работы с временными параметрами, определ емыми величиной выходного напр жени .

Таким образом, включение в цепь запускающего резистора интегрирующей RC-цегш, посто нна  времени которой бсльще посто нной времени выхода на режим задающего генератора, позвол ет полностью устранить всплески тока в цепи ключевого элемента и перенапр жение на выходе выгф мител  при скачкообразном включении напр жени  питани , что существенно повышает надежность преобразовател .

Кроме того, устранение всплесков тока в цепи ключевого элемента позвол ет значительно снизить требовани , предъ вл емые к предельно допустимым значени м рассеиваемой мощности и коллекторного тока ключевого злемента , и, в конечном счете, значительно уменьшить вес и габариты последнего.

Так например, в стабилизированном конверторе напр жени , выполненном по предлагаемой схеме, но при отсутствии RC-цепи, бросок тока в цепи ключевого элемента при включении источника питани  напр жением 34 вольта составл ет 6А, что требует установки в качестве ключевого элемента транзистора типа 2Т908А масса которого составл ет примерно 20% веса преобразовател .

Claims (2)

1. При тех же параметрах остальных узлов -преобразовател , установка RC-ueim в цепь запускающего резистора гфиводит к полному устранению всплеска тока и позвол ет использовать в качестве ключевого элемента транзистор меньщей МО1Щ1ОСТИ, тип которого определ етс  мощ ностью нагрузки преобразоваге;г  (например 2Т603В). Кроме того, устранение перенапр жений на выходе выпр мител  позвол ет также исключить из преобразовател  схему защиты от перенапр жений, использование которой, как правило, необходимо при наличии перенапр же ний на его выходе. В результате обща  масса преобразовател  снижаетс  на 20-30%. Формула изобретени  Стабилизировагаый конвертор, гаттаемый от (Предварительного стабилизатора, содержащий задающий генератор, выход которого Соединен с одним входом блока управлени , выходом соединенного со входом ключевого элемента, включе.(ного последовательно с первичной обмоткой трансформатора, вторична  обмотка которого соед}шена с однотактным выходным выпр мителем, выходом через злемент опорного напр жени  соединенным с другим входом блока управлени , причем в цепь между положительной шиной питани , соединенной с первичной обмоткой трансформатора и входом ключевого элемента включен запускающий резистор , а отрицательна  щина питани  соединена с ключевым злементом непосредственно, отличающийс  тем, что, с целью исключени  всплесков тока на входе н перенапр жений на выходе, конвертора при скачкообразном включении питающего напр жени , повыщени  надежности и улучшени  массогабаритных характеристик, между входом ключевого злемента и запускающим резистором включен введенный ограничительный резистор, а между точкой соединенн  этих резисторов и отрицательной шиной питани  включен введенный интефнрующий конденсатор. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3925716, кл. 321-2, 1975.
2. 2.Патент США № 391628, кл. 321-2, 1975.

   -t-

   1й +

   -