SU692027A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроники и может найти применение во вторичных источниках питани  радиоэлектронной аппаратуры.

Известны стабилизированные преобразователи посто нного напр л ени  в посто нное на транзисторах, регулируемые по принципу широтно-импульсной модул ции и имеющие ограничение выходного тока при перегрузке или коротком замыкании на выходе и 2.

Наиболее близким к изобретению техническим решением . вл етс  стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержаний по меньшей мере один транзисторный ключ, узел управлени  ключом , силовую цепь с трансформатором, одна из обмоток которого включена последовательно с ключом, а также цепь отрицательной обратной св зи по величине выходного тока преобразовател , состо щую из последовательно соединенных датчика тока в силовой цепи ключа, компаратора и триггера , св занного с входом транзисторного ключа 2. Недостатком такого преобразовател   вл етс  чрезмерное увеличение выходного тока в режиме короткого замыкани , что может привести к выходу из стро  его компонентов. Это объ сн етс  тем, что статическа  ошибка контура ограничени 

тока при уменьшении длительности импульсов в транзисторном ключе в режиме короткого замыкани  на выходе преобразовател  резко увеличиваетс  вследствие временного запаздывани  в указанном контуре, в часТности вследствие запаздывани  отключени  самого ключа. При длительном коротком замыкании, которое может слз читьс  при питании низковольтной распределенной нагрузки, тепловой перегрузке могут подвергатьс  диоды выпр мител  силовой части . Особо следует отметить блокирующий диод LC-фильтра однотактныхсхем преобразователей . В этом диоде при коротком замыкании на выходе преобразовател  возрастает амплитуда импульсов тока и приближаетс  к единице коэффициент заполнени  импульсов тока. Поэтому в отдельных случа х необходима не только стабилизаци  выходного тока на уровне максимального тока нагрузки, нО И уйеньй1енйё тока короткого замыкани  в два и более раза по сравнению с максимальным током нагрузки преобразовател .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени  в режимах перегрузки или короткого замыкани  на выходе. Это достигаетс  тем, что предлагаемый преобразователь гн 6л ен дополнительйой цепью положительной обратной св зи по напр жению, образованной дополнительной обмоткой трансформатора, котора  через выпр митель и RC-фильтр соединена с одним из входов компаратора.

На фиг. 1 представлена структурна  схема описываемого преобразовател  напр жени ; на фиг. 2 - вариант выполнени  сглаживающего фильтра силовой части преобразовател ; на фиг. 3 - принципиальна  схема отдельных узлов преобразовател ; на фиг. 4 - семейство выходных вольт-амперных характеристик преобразовател .

Транзисторный ключ 1, на входе которого имеетс  узел 2 управлени , включен в силовую цепь 3 стабилизированного преобразовател , питаемого входным напр жением . В силовую цепь 3 в качестве одного из ее элементов входит трансформатор 4, обмотка 5 которого включена последовательно с ключом 1. Цепь отрицательной обратной св зи дл  ограничени  выходного тока преобразовател  состоит из последовательно соединенных резисторного датчика 6 тока в силовой цепи ключа 1, компаратора 7 сигнала датчика и триггера 8, переключаюш,его вход транзисторного ключа. Цепь положительной обратной св зи образована дополнительной обмоткой 9 трансформатора 4, выпр мительным диодом 10, включенным в пр мом направлении, и КС-фильтром 11, нагруженным на балластный резистор 12.

В силовую цепь 3 преобразовател  в качестве об зательного узла входит сглаживающий фильтр 13. В однотактных схемах преобразовател  фильтр 13 шунтируетс  блокирующим диодом 14. Компаратор 7 может быть выполнен на операционном усилителе 15 с резисторными делител ми 16 и 17 на входах. Выход RC-фильтра 11 св зан через ограничительный резистор 18 с резисторным делителем 16.

Триггер 8 может быть выполнен в виде аналога двухбазового диода на транзисторах 19 и 20, шунтирующего вход транзисторного ключа 1 (или выход узла 2 управлени ).

Преобразователь в режиме ограничени  тока работает следующим образом.

Если мгновенный ток силовой цепи ключа 1 превысит допустимое значение, то на выходе компаратора 7 по вл етс  сигнал, запускающий триггер 8. Последний непосредственно или через узел 2 управлени  отключает ключ 1. В случае перегрузки или короткого замыкани  триггер 8 периодически срабатывает и отключает ключ 1 раньше , чем его отключит узел 2 управлени . Триггер 8 периодически восстанавливаетс  в исходное состо ние от узла 2 управлени ,

например, при обесточивании входа ключа 1. Вольт-амперна  характеристика преобразовател  без вводимой положительной обратной св зи имеет форму кривой а (см. фиг. 4).

При наличии положительной обратной св зи эффективность ограничени  тока повышаетс  следующим образом.

Напр жение на выходе RC-фильтра 11 измен етс  по тому же закону, что и напр л ;ение на выходе LC-фильтра 13, так как регулировочные характеристики обоих фильтров идентичны. При уменьшении напр жени  t/H на нагрузке пропорционально уменьшаетс  напр л ение на выходе RCфильтра 11 (или на резисторе 12), гальванически не св занного с нагрузкой. Это эквивалентно подаче сигнала выходного напр жени  на инверсный вход компаратора 7. Чем меньше сопротивление нагрузки и выходное напр жение преобразовател , тем больше сигнал разбаланса на входах операционного усилител  15 и эффективнее ограничение тока.

Подбором величины резистора 18 молшо добитьс  более точной стабилизации тока в режиме перегрузки и короткого замыкани  (крива  б на фиг. 4) и еще более эффективного ограничени  тока, необходимого дл  однотактных импульсных преобразователей (крива  в на фиг. 4). Тем самым повышаетс  надежность стабилизированного преобразовател .

Claims (2)

1.Патент США № 3916282, кл. 321-2, 1975.

2.Патент США № 3873903, кл. 321-2, 1975.

Сриг.Г

(риг- 3

. 2