SU743138A1 - Регулируемый преобразователь напр жени - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относитс  к электро технике, а именно к стабилизированным преобразовател м напр жени  и может быть применено в автоматике и вычислительной технике в блоках питани  радиоэлектронной аппаратуры.

Известны устройства, содержащие ключевой элемент, задающий генератор , силовой трансформатор, схему управлени  и трансформатор гальванической разв зки в цепи обратной св зи 1 и 2 .

К недостаткам указанных устройств относитс  возможность по влени  перенапр жений на выходе при коммутации нагрузки, а также при включении питани . Это обсто тельство обусловлено наличием в цепи обратной св зи устройств разв зывакнцего трансформатора , выходное напр жение которого исчезает как при скважности импульсов на выходе схемы управлени , равной нулю, так и равной единице. Это нарушает нормальную работу схемы управлени  и приводит к снижению надежности этих устройств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл ете преобразователь , содержащий транзисторный конвертор , вход которого соединен с выходом тактового генератора, пороговый узел с выходным транзистором, один вход которого подключен к делителю напр жени  обратной св зи, а другой вход - к источнику опорного :напр жени  и к генератору пилообразного напр жени , разв зывающий транс10 форматор, первична  обмотка которого св зана с коллектором выходного транзистора порогового узла, а вторична  обмотка через выпр митель с фильтром подключена ко входу дополнительного

15 транзистора, выход которого соединен с управл юй1им входом тактового генератора 3 .

Недостатком указанного устройства  вл етс  наличие длительных перена20 пр жений на выходе преобразовател  при коммутации нагрузки, а также при включении питани , что снижает его надежность.

Указанный недостаток обусловлен

25 тем, что в установившемс  режиме работы на вход трансформатора гальванической разв зки,поступает сигнал с выхода порогового устройства, скважность которого определ етс  моментами равенства выходного напр жени  и суммы напр жений опорного источника и пилообразного напр жени , формируемого генератором пилообразного напр жени .

Напр жение, снимаемое с выходной обмотки трансформатора гальванической разв зки, воздействует через исполнительный транзистор на тактовый генератор, определ   тем самым врем  .открытого и закрытого состо ни  ключевого элемента.

При резкой коммутации тока загрузки , например при сбросе, энергии, накопленна  в накопительном дросселе, передаетс  в нагрузку, вызыва  выброс выходного напр жени . Если амплитуда этого переходного процесса превышает амплитуду пилообразного напр жени , на выходе порогового устройства возникает перепад напр жений большой длительности , равной длительности переходного процесса. Если посто нна  времени трансформатора гальванической разв зки меньше времени переходного процесса на выходе преобразовател , что обычно выполн етс  на практике в цел х снижени  габаритов и массы трансформатора гальванической разв зки , импульсы на выходной обмотке посреднего исчезают, что приводит к работе ключевого элемента с максимальным коэффициентом заполнени , определ емьм тактовым генератором. В результате напр жение на выходе преобразовател  возрастает до значени , определ емого коэффициентом трансформаЦ-1И силового трансформатора и значением напр жени  питани  и сохран етс  таким неопределенно долгое врем .

При включении питани , если скорость нарастани  выходного напр жени  превышает скорость нарастани  напр жени  опорного источника, также возможно исчезновение импульсов на выхрде разв зывающего трансформатора ,что приводит к ненадежной работе устройства.

Целью изобретени   вл етс  -исключение длительных перенапр жений на выходе преобразовател .

Этодостигаетс  тем, что в регулируемом преобразователе напр жени , содержащем транзисторный конвертор, вход которого соединен с выходом тактового генератора, а ко вторичной подключен выпр митель с фильтром, пороговый узел, один вход которого подключен к делителю напр жени  обратной св зи, подключенного к вьЬсодным выводам, а другой вход - к источнику опорного напр жени  и генератору пилообразного напр жени , разв зывающий трансформатор, первична  обмотка которого св зана с коллектором выходного транзистора порогового узла, .а вторична  через выпр митель с фильтром подключена ко входу дополнительного транзистора, выход которого соединен с управл ющим входом тактового генератора, параллельно первичной обмотке разв зывающего трансформатора включена цепочка из двух последовательно включенных конденсаторов , обща  точка которых соединена с эмиттером выходного транзистора порогового узла и через резистор с одним из выходных выводов.

Включение параллельно первичной обмотке трансформатора гальваническо разв зки цепочки из двух последовательно включенных конденсаторов, обща  точка которых соединена с эмиттером выходного транзистора порогового устройства и с одним выводом резистора, второй вывод которого подключен к выходной шине преобразовател , позвол ет промодулировать пр моугольные импульсы на первичной обмотке трансформатора гальванической разв зки высокочастотным напр жением не использу  дл  этого отдельного высокочастотного модул тора, что обеспечивает наличие, управл ющего напр жени  на выходе трансформатора гальванической разв зки даже при скважности импульсов, равной единице. Это исключает неправильную работу схемы управлени  при коммутации нагрузки и при включении питани  и не приводи к по влению длительных перенапр жений на выходе преобразовател , что повышает его надежность.

Параллельно первичной обмотке трансформатора гальванической разв зки .включен дроссель. Это позвол ет повысить частоту модулирующих высокочастотных колебаний, что улучшает форму напр жени  на выходе исполнительного транзистора.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства , на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства в установившемс  и переходном режимах работы.

Регулируемый преобразователь.напр жени  содержит регулирующий транзистор 1, вход которого соединен с выходом тактового генератора 2, силозой трансформатор 3, первична  обмотка 4 которого включена последовательно с регулирующим транзистором 1 в цепь первичного источника питани , а ко вторичной обмотке 5 подключен силовой выпр митель б с фильтром 7, пороговый узел 8, один вход которого подключен к делителю 9 напр жени  обратной св зи, а другой вход - к источнику 10 опорного напр жени  и генератору 11 пилообразного напр жени , разв зывающий трансформатор 12, первична  обмотка 13 которого подключена к коллектору вьоходного тран .зистора 14 порогового узла 8, а вторична  обмотка 15 через выпр митель с фильтром 16 подключена ко входу исполнительного транзистора 17, выход которого соединен с управл ющим входом тактового генератора 2. Параллельно первичной обмотке 13 разв зывающего трансформатора 12 включена цепочка из двух последовательно соединенных конденсаторов 18 и 19 обща  точка которых соединена с эмиттером выходного транзистора 14 порогового узла 8 и с одним выводом резистора 20, другой вывод которого подключен к выходному выводу преобразовател . Параллельно первичной обмотке 13 разв зывающего трансформатора 12 включена катушка 21 индуктивности .

На фиг. 2,а прин ты следующие обо начени :

UQP - напр жение опорного источника;

УОС напр жение обратной св зи

Чд - амплитуда пилообразного напр жени .

На фиг. 2,6 приведена форма напр жени  на выходе разв зывающего трансформатора.

Преобразователь работает следующим образом.

В установившемо  режиме работы на один вход порогового узла 8 подаетс  напр жение обратной св зи, снимаемое с делител  9 напр жени  обратной св зи , а на второй вход - сумма напр жений источника 10 опорного напр жен и генератора 11 пилообразного напр жени . В пороговом узле 8 происходит сравнение этих напр жений, и в течение времени, когда

Uon- N UQC,

выходной транзистор 14 порогового узла В откр«лваетс  и в цепи первичной обмотки 13 разв зывающего трансформатора 12 возникают высокочастотные колебани , частота которых определ етс  парс1метрами конденсаторов 18 и 19 резистора 20 и трансформатора 12. Эти колебани  трансформируютс  во вторичную обмотку 15, где выпр мл ютс  выпр мителем с фильтром 16 и поступают на вход транзистора 17. Последний воздействует на тактовый генератор 2, уменьша  таким образом коэффициент заполнени  импульсов регулирующего транзистора 1 до значени , обеспечивающего стабилизацию выходного напр жени . - .

При резкой комммутации нагрузки, например при сбросе, энерги , накопленна  в первичной обмотке 4 силового трансформатора 3 в течение открытого состо ни  регулирующего транзистора 1, передаетс  в нагрузку, вызыва  резкое увеличение выходного напр жени . Если амплитуда этого переходного процесса превышает амплитуду пилообразного напр жени , т.е.

Uon - UN ос

на входе выходного транзистора 14 порогового устройства 8 возникает

длительный период напр жени , отпирающий последнее, В результате в цепи первичной обмотки 13 разв зывающего трансформатора 12 возникают высокочастотные колебани , которые трансформируютс  во вторичную обмотку 15, где выпр мл ютс  выпр мителем с фильтром 16. Выпр мленное напр жение открывает транзистор 17, который выключает тактовый генератор 2. В результате регулирую1ций транзистор 1 закрываетс , что приводит к уменьшению выходного напр жени  преобразовател , и при достижении им своего номинального значени - преобразователь снова продолжает работать в установившемс  режиме.

При включении преобразовател , если скорость нарастани  выходного напр жени  превышает скорость нарастани  напр жени  опорного источника, процессы, происход щие в преобразователе , аналогичны описанным выше.

Включение параллельно первичной обмотке 13 разв зывающего трансформатора 12 катушки индуктивности 21 позвол ет повысить частоту высокочастотных колебаний и тем самым улучшить форму напр жени  на входе транзистора 17.

Claims (3)

1.Регулируемый преобразователь напр жени , содержащий транзистор ый конвертор, вход которого соединен с выходом тактового генератора, пороговый узел с выходным транзис- тором, один вход которого подключен к делителю напр жени  обратной св зи , подсоединенного к выходным выводам , а другой вход - к источнику опорного напр жени  и к генератору пилообразного напр жени , разв зывающий трансформатор, первична  обмотка которого св зана с коллектором выходного транзистора порогового узла , а вторична  обмотка через выпр митель с фильтром подключена ко вход дополн1 тельного транзистора, выход которого соединен с управл ющим входом тактового генератора, отличающийс  тем, что, с целью исключени  длительных перенапр жений на выходе преобразовател , он снабжен цепочкой из двух последовательно включенных конденсаторов, подсоединенных параллельно первичной обмотке разв зывакщего трансформатора, а их обща  точка соединена с эмиттером выходного транзистора порогового узла

и через резистор - с одним из выходных выводов преобразовател .

2.Устройство по п. 1, о т л и чающеесЯ тем, что параллельно первичной обметке разв зывающего трансформатора включен дроссель.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1, Патент США № ::818306, кл. 321-2, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 532944, кл. Н 02 М 3/335, 1976.

3.За вка ФРГ 2226089, кл. Н 02 Р 13/22, 1974.