SU944018A1 - Стабилизированный конвертор - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗИР.ОЕАННЫЙ КОНВЕРТОР

Изобрете1ше относитс  к преобразовательной злектротемшке и может быть использовано во вторичных источниках питани . Известен стабилизированный конвертор с ограничением тока нагрузки на заданном уровне в случае перегрузки или короткого замыкани  на выходе 1 Недостаток известного преобразовател  заключаетс  в том, что узел зашиты не реагирует на сверхдопустимые значени  токов нагрузки в переходных и аварийных режимах. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению  вл етс  стабилизированный конвертор, содержащий двух тактный ключевой усилитель мощности на транзисторах, входом соединенный с выводами дл  подключени  входногю напр жени , а выходом - с первичной обмоткой ВЫХОДНО1ХЭ трансформатора, вторична  обмотка которого через вьгар пми тель и фильтр подключена к выводам дл подключени  нагрузки и входу широтноимпупьсного модул тора, другими входами соединенного с источником опорного напр жени  и выходом генератора пилообразного напр жени , а выходом - с одним входом формировател  управл ющих импульсов, выходом подключенного к управл ющим входам усилител  мощности , а другим входом - к выходу узла защиты от перегрузки, одним входом соединенного с источником опорного напр жени , датчик тока перегрузки,- входом включенный в силовые цепи транзисторов усилител  мощности 2 . Недостаток известного конвертора заключаетс  в асимметрии режима работы транзисторов усилтгел  мощности в режиме перегрузки на выходе источника, что снкжасГ быстродействие защиты от перегрузок. Цель изобретени  - повыщение быстродействи  самовосстанавливающейс  заццгты от перегрузок. Указанна  цель достигаетс  тем, что в стабизтизированном конверторе. содержащем двухтактный ключевой ус лите ь мощности на транзисторах, входом соединенный с выводамл дл  подключени  входногчэ напр жени , а выходом с первичной обмоткой выходного трансформатора, вторична  обмотка кото рого через вьшр м.игель и фильтр подключена к выводам дл  подключени  нагрузки и входу щиротно-имщльсного модул тора, другими входами соединенного с источником опорного напр жени  и выходом генератора  илообразного напр жени , а выходом - с одним входом, формировател  утфавл5пощих импульсов, выходом подключенного к управл ющим входам усилител  мощности, а другим входом - к выходу узла зашиты, одним входом соединенного с источником опорного напр жени , датчик тока перегрузки входом включенный в силовые цепи транаисторов усилител  мощности, выход дат чика тока перепрузки зашунтирован введенной последовательной цепью, состо щей из диода, конденсатора и резистора, причем обща  точка диода и конденсатора соединена с щзугим входом узла защиты , а обща  точка конденсатора и реаистора - с выходом генератора пилообразного напр жени . На чертеже представлена пршадипиаль на  электрическа  схема стабилизирован ного конвертора в полумостовом варианте дл  случа  вьшолнени  датчика тока neperpy3jai на трансформаторе тока с пе вичной обмоткой, включенной последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, и вторичной обмоткой через выпр митель подключённой к резис тору. Лругтл возможным вариантом  вл етс  построение датчика тока перегруз ки на двух трансформаторах тока, первич ные обмотки которых включены в коллек торные цепи силовых транзисторов усили тел  мощности, а вторичные обмотки защуктированы резисторами и объединены через диоды. Стабилзазирован ый конвертор содержи усзоштель мощности 1 с силовыми транзистсфами 2 и 3, управл емыми с помсвцью трансформаторов тока 4 и 5. К выходу усилител  мощности 1 подключена первична  обмотка выходного трансфopмaтqpa 6, вторична  обмотка которого через вьшр митепь 7 и фильтр 8 сое динена с выводами дл  подключени  нагрузки , соединенными также с входом щнротно-импульсного модул тора 9, дру пнми входами подключенного к выходу генератора пилообразного напр жени  10 И источнику опорного напр жени  11, а выходом - к входу формировател  управл ющих импульсов 12, выходы которого соединены с управл5пощнми обмотками 13 и 14 трансформаторов 4 и 5 соответственно . Узел заишты от перегрузки 15 входом А соединен с источником опорного напр жени  11, а выходом с одним из входов формировател  управл ющих импульсов 12. Датчик тока перегрузки 16 входом включен в коллекторные цегсн силовых транзисторов 2 и 3последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора 6 и состоит из трансформатора тока 17, вьшр мител  18 и резистора 19. Выход датчика тока перегрузки 16 защунтирован введенной последовательной цепью, состо щей из диода 20, конденсатора 21 и резистора 22. Обща  точка диода 20 и конденсатора 21 соединена с входом б узла зашиты 15, а обща  точка конденсатора 21 и резистора 22 соединена с выходом генератора ш лообразного напр жени  10 через резистор 23. Стабилизированный конвертор работает следующим образом. В щиротно-импульсном модул торе 9 происходит сравнение опорного напр жени  источника 11 с суммой пилообразного и выходного напр жений стабилизированного конвертора. Выходные сигналы щиротао-импульсного модул тора 9 трапецеидальной формы поступают на вход формировател  управл ющих импульсов 12, фор1 щрующего две последовательности щиротно-модулированных импутшсов с крутыми фронтами, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 180. Эти икшульсы посредством управл ющих обмоток 13 и 14 трансформаторов тока 4и 5 обеспечивают переключение сзшовых транзисторов 2 и 3 усилител  мощности 1 со скважностью, необходимой да  поддержани  выходного напр жени  сгабкпизированного конвертера на заданном уровне, т.е. .имеет место режим стабилизацв выходногчэ напр жени . При этом выходные импульсы датчика тока перегрузки 16, пропорциональные импуга сам коллекторных токов транзисторов 2 и 3, через диод 20 и резистор 22 зар жают до амплитудного значени  импульсов конденсатор 21, Сумма напр жени  на конденсаторе 21 и пилообра ного напр жени  на резисторе 22, поступающа  на вход Б узла защиты от перегрузки 15, в качестве которого может быть нспопьзован операционный усилитепь или компаратор, меньше опорного напр жени  на входе А последнего. При этом отсутствует воздействие узла заЩЕЕты 15 на формирователь управл ющих импульсов 12. При возникновении пер&грузкн по току на выходе стабилизированного конвертора амплитуда импульсов напр жени  на выходе датчика тока перегрузки 16 увеличиваетс . Конденсатор 21 через диод 20 и резистор22 зар жаетс  до наибольшей амплитуды этих импульсов. В результате сумма пилообразного напр жени  на резисторе 22 и напр жени  на конденсаторе 21 на части полупериода превышает опорное напр жение . При этом на выходе узла защиты 15 по вл ютс  импульсы, воздействуюшие на формирователь 12 таким образом, что скважность управл ющих импульсов, а следовательно, и импульсов коллекторного тока силовых транзисторов 2 и 3 возрастает. Выходное напр жение стабилизированного конвертора падает, а выходной ток определ етс  порогом ограничени  узла зашиты 15 и остаетс  неизменным при дальнейшем уменьшении сопротивлени  нагрузки вплоть до полного короткого замыкани , т.е. имеет место режим стабшгазащш выходного тока , после сн ти  перегрузки нормальный режим стабилизации выходного напр жени  автоматически восстанавливаетс . Мала  посто нна  времени зар да конденсатора 21 и больша  посто нна  времени его разр да на входную цепь узла защиты 15 обеспечивает значительно меньшую амплитуду переменного напр жени  на конденсаторе 21, чем амплитуда пи- лообрааного натф жени  на резисторе 22 Это обуславливает в режиме перегрузки симметричное воздействие узла защиты 15 на формирователь 12, и длительность импульсов транзисторов 2 и 3 уменьшаетс  симметрично при уменьшении сопротивлени  нагрузки, даже при значительном разбросе времен рассасывани  транзисторов 2 и 3 насьшхени  выходного трансформатора не происходит, а максимальна  амплиггуда коллекторных токов этак транзисторов определ етс  порогом ограничени  узла зашиты 15. Поскольку конденсатор 21 подалючен на выход датчика тока перегрузки 16 через резистор 22, сопротатление которого может быть значительно больше выходного сопротивлени  датчика тока 16, при скачкообразном уменьшении сопротивленза  нагрузки, коротком замыкании или аварийном возрастании коллекторного тока силового

транзистора 2 или 3 выходной сигнап датчика тока 16 независимо от емкости ковденсатора 21 мгновенно поступает на вход Б узла защиты от перегрузок 15, 5 т.е. имеет место быстродействующее токоограничение. Диод 20 предотвращает разр д конденсатора 21 на выходные цепи датчика тока перегрузки 16.

Таким образом, предложенное fejoaxt0 ческое решение позвол ет повысить

Claims (2)

1. Верцберг, Кейв. Управление пёреключатепсьными источниками питани  с помощью БИС. - Электроника, 1977, № 7,с. 56, рис.3.

2. Левашов О. И., Некрасов Ю. М.

Источник питани  дн  интегральных схем. Сб . Обмен опытом в радиопромьшшеннооти , 1979, № 5, с. 84, 85, рис. 2.j