SU875563A1 - Стабилизированный преобразователь напр жени - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани  радиоэлектронной аппаратуры различного назначени .

Известны стабилизированные тлсточники пи -ани , содержащие диоднотиристорный регулирующий орган () и емкостный фильтр, включенный параллельнЬ выходным зажимам вьтр мител , стабилитрон в качестве опорного источника, напр жение на котором сравниваетс  с выходным напр жением выпр мител . Если выходное напр жение выпр мител  больше порогового напр жени , котороеравно или пропорционально напр жению на опорном стабилитроне, Р.О иыключен, и конденсатор фильтра разр жаетс  на нагрузку, kaK только выходное напр жение сравн етс  с пороговым, схема управлени  формирует импульс тока, открывающий тиристоры Р.О, конденсатор фильтра в течение части полупериода подзар жаетс  от источника niira- ющего напр жени . При этом частота и фаза подачи управл ю1цих импульсов на тиристоры зависит от вапичины питающего напр жени  и сопротивлени  нагрузки , т.е. Р.О в зависимости от режима работы выпр мител  может включатьс  на различ ых участках огибающей питающего напр жени  и через различное число полупериодов ClJ и t2j.

10

Однако это приводит к по влению низкочастотной составл ющей пульсаций выпр мленного напр жени  и к значительному увеличению габаритов емкрстного сглаживающего фильтра.

15

Известен также источник питани  с диодно-тиристорным Р.О и емкостным сглаживающим фильтром, в котором схема управлени  тиристором выполнена в виде последовательно включен20 ных первого динистора и формировател  импульсов.

Отличительной особенностью устройства  вл етс  то, что схема управлени  формирует отпирающий импульс только во врем  второй половины каждого полупериода питающего напр жени , при его уменьшении, что позвол ет обеспечить включение тиристора Р.О в каждаш из полупериодов питающего напр жени  и исключить низкочастотные пульсации (биени  L JНедостатки известного устройства заключаютс  в том, что оно имеет огрниченный диапазон регулировани  выходного напр жени , обусловленный не стабильностью порога срабатывани  , обоих динисторов из-за технологического разброса и изменени  температуры , а также тем, что врем  зар да накопительного конденсатора имеет ко нечную величину.

Кроме того, устройство имеет относительно низкие динамические параметры из-за инерционности, обусловленной наличием накопительного конденсатора (например, при резких изменени х входного напр жени  конденсатор зар жаетс  с различными скорост ми, что обуславливает включение тиристоров при разных значени х входного напр жени  J.

При этом температурна  нестабильность посто нной времени зар да накопительного конденсатора обусАавливает температурный дрейф выходного напр жени .

Наиболее близким по технической сущности к устройству  вл етс  устройство (4 ), содержащее диодно-тиристорный Р.О, входом подключенный к источнику переменного напр жени , а выходом к выходным выводам, параллельно которым подк,гшчен сглаживающий фильтр, схему управлени  тиристорами и резистивный делитель напр жени , подключенный через дополнительный вьшр митель к источнику переменного напр жени .

В этом устройстве импульс управлени  формируетс  с элементов с S-образной характеристикой в момент времени , когда мгновенное значение питающего напр жени , снимаемое с резитивного делител , сравниваетс  с напр жением на интегрирующем конденсаторе параметрического стабилизатора 4.

Недостатком известного устройства  вл етс  наличие дифференцирутощего и интегрирукщего конденсаторов на входах элемента с S-образной характеристикой , принципиально необходимых

ДЛЯ работы, что приводит к ухудшению динамических параметров вьтр мител  (например, при изменении входного напр жени  или тока нагрузки вследствие инерционности цепей на входах элемента с S-образной характеристикой , к сужению диапазона регулировани  выходного напр жени , снижению коэффициента мощности устройства вследствие наличи  мертвой зоны (Зоны вблизи максимального амплитудного значени  напр жени  питани , в которой регулирование выходного напр жени  невозможно},;размер которой зависит от величины посто нной времени интегрирующей и дифференцирующей цепей , от нестабильности и разброса параметров элементов этих цепей.

Цель изобретени  - улучшение динамических параметров и расширечие диапазона регулировани  выходного напр жени  источника питаний.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизированном преобразователе «напр жени , схет-ш управлени  выполнена в виде последовательно включенных компаратора напр жени  и дифференцирующего элемента, причем Вход компаратора подключен к средней точке резистивного делител , а выход дифференцирующего элемента - к управл ющему выводу P.O.

Кроме того, между выходом дифференцирующего элемента и управл ющей цепью Р.О может быть включен усилитель .

Такое построение устройства позвол ет исключить инерционные RC-цепочки на входе схемы формировани  управл ю щх импульсов и устранить недостатки известного устройства.

На фиг. I приведена принципиальна  электрическа  схема одного ite вариантов устройства, на фиг. 2 - временцые диаграммыу по сн ющие его работу.

Устройство содержит трансформатор I, первична  обмотка которого подключена к входным выводам источника 2 переменного напр жени , одна из вторичных обмоток - к диодно-регулирующему органу 3, а друга  вторична  обмотка к дополнительному выпр мителю 4.

Claims (4)

1. Выход Р.О 3 подключен к выходным выводам 5, параллельно которым включен емкостной сглаживающий фильтр 6. Выход дополнительного выпр мител  4 подключен к резистивному делителю 7. Схема 8 управлени  тиристором содержит последовательно включенные компаратор 9 и дифференцирующий элемент 10. Вхо компаратора подключен к средней точк резистивного делител  7, а выхсщ диф ференцирующего элемента 10 через уси литель 11 - к- управл кндему выводу т ристора РО, Питание компаратора и / усилител  осуществл етс  от дополнительного выпр мител  через диод 12 и конденсатор I3 сглаживающего фильтра Устройство работает следующим образом . Выпр мленное напр жение со средне точки резистивного делител  7 поступает на вход компаратора 9, который срабатывает при напр жении и -{фир.2 В .течение каждого полупериода питающего напр жени  компаратор срабатывает дважды: выключаетс  при -увели-чении напр жени  и включаетс  при ег уменьшении (фиг. 26. Импульсы напр жени  пр моугольной формы на выходе компаратора 9 дифференцируютс  при помощи дифференцирующей цепочки 10, с выхода которой снимаютс  короткие разнопол рные инЧ пульсы напр жени , из которых положительный импульс соответствует переднему фронту выходных импульсов ко Чтаратора, а отрицательный - заднему (фиг. 2в). Усилитель 11 усиливает эти импульсы по мощности, пропуска  на управл ющий электрод тиристора то ко импульсы положительгюй пол рности . Тиристор Р.О включаетс  при подаче калсдого из этих управл ющих импульсов и подзар жает конденсатор 13 сглаживающего фильтра. , Выпр митель может быть выполнен в бестрансформаторном варианте или с трансформатором, но без дополнительной вторичной обмотки. Если мощность управл ющих импульсов незначительна, устройство может быть выполнено без использовани  про ежуточного усилител  П. Однако в мон{ных выпр мител х такой вариант нецелесообразен, так как усилитель значительно повышает КПД схемы форми ровани  управл ющих импульсов. Это происходит за счет того, что скважность з равл кщих импульсов во много раз больше скважности импульсов компаратора и, следовательно, при заданной амплитуде импульсов ( при за данном типе тиристоров) мощность, потребл ема  усилителем, будет во столькоже раз меньше мощности, по-- требл емой компаратором. Использрвакие усилител  в устройстве позвол ет с помощью маломощного компаратора формировать мощ: ые импульсы управлени  . По принципу стабилизации предлагаемое устройство  вл етс  параметрическим , но, как и в известном устройстве , в нем может быть введена дополнительна  обратна  св зь с выхода. Однако во многих случа х этого не требуетс , например при неизменной нагрузке, и в случае, когда внутреннее сопротивление устройства намного меньше сопротивлени  нагрузки. Во всех перечисленных случа х точность стабилизации записит от точности компаратора и может быть высокой. Р.О может быть выполнен и по другим схемам , Компаратор может быть выполнен по любой- известной схеме. Во многих практических достаточно высокую стабильность может обеспечить просто транзистор, база которого подключена к средней точке резистианого делител , эмиттер - к источнику опорного напр жени , а коллектор - к диф(1)еренцирующей цепочке. В этом случае все устройство получаетс  предельно простым. Предлагаемое устройство имеет более высокие динамические параметры (стабильность выходного напр лсени  при быстром изменении входного напр жени  и тока нагрузки/, так как на. .входе схемы формировани  управл ющих импульсов отсутствуют инерционные RC-цепк, В устройстве диаг4азон регулировани  выходных напр жений раскир етс  практически до максимально возможного (от нул  до максималького амплитудного значени  напр жени  питани ), так как при отсутствии RCцепей на вкоде схемь формироБанн  11мпульсоЕ, он практически определ етс  точностью компаратора, котора  всегда достаточно высока ( ди(1)ферейдирующа  цепочка на выходе компаратора практически не вли ет на дмапазон рехулировани  ). В наибольшей степени преиг-тутдества предлагаемого устройства оказывают при использовании устройства в бестрансформаторном варианте при любом характере нагрузки, в тра сформаторном варианте при иензмен юдейс  нагрузке, а также в качестве предварительного стабИоЧизатора в комбинированных стаблпизаторах напр.чжени . Формула изобретени  1, Стабилизированный преобразова тель напр жени , содержащий диоднотиристорный регулирукнций орган, вхо дом подключенный к источнику переменного напр жени , а выходом - к в ходным выводам, параллельно которым подключен емкостной сглаживающий фильтр, схему управлени  тиристором и резистивный делитель напр жени , подключенный к источнику переменного напр жени  через дополнительный выпр митель, отличающийс   тем, что, с целью улучшени  ди намических параметров и расширени  диапазона регулировани  выходного напр жени , схема управлени  выполнена в виде последовательно включен ных компаратора напр жени  и дифференцирующего элемента, причем вход

   Фиг.1 8 компаратора подключен к средней точке резистивного делител , а выход дифференцирующего элемента - к управл ющему выводу регулирующего органа . 2. Преобразователь по п. 1j о т Лич ающий с  тем, что ме оду выходом дифференцирующего элемента, и управл ющим выводом регулирующего органа включен усилитель. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР №518846, кл. Н 02 М 7/155, 1976.
2. 2., Патент США № 3939394, кл. 321-18, 1976.
3. 3.Авторское сйидетельство СССР № 426228, кл. G 05 F 1/46, 1974.
4. 4.Авторское свидетельство СССР № 516027, кл. G 05 F 1/46, 1976.

   фиг. 2