Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖВ8ИЯ, оадержащий усилитель мсйцности, силовой трансформатор, крайние вывода вторичной обмотки которогр подсое- . динены к анодам выпрямительйых. диодов, катодаАш подключенгаос к одной обкладке конденсатора сглажи- , вающего фильтра, срецняя точка вторичной :Обмотки трёнсформатора подключена к одному выводу дросселя выходного фильтра, другой вывод которого подключен к другой обкладке коиденсатора выходного фильтра, первый измерительный элемент, входом подключенный к выходНшл выводам преобразователя , а выходом. - к входу первого компаратора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, вьйхрд первого компаратора соединен с первым -ВСЬС,.; « S . входом широтно-импульсного модуляГтсфа , с другим входомкоторого соединен выход генератора пилооб 5азного напряжения,вход которого соедивен с выходом задающего генератора , выход широтно-импульсного модулятора подключен, к входу формирователя ймиульсов, выход которого связан с управляющими входами усилителя мощности, второй и третий компараторы , первые входаз «оторых соединены с выходом опорного источника, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения выявления неисправного преобразователя из параллельно работающих. Н стабилизированншс преобразователей , в него введены второй выпрямитель , аноды диодов которого подклгачены к крайним выводам вторичной обмотки траксформатс а, а катоды к обкладке дополнительного конденсатора , другой обкладкой подключенного к точке соеданения дросселя с конденсатором выходного фильтра, О второй измерительный элемент, подел ключенный параллельно указанному дополнительному конденсатору, четвер: тый компаратор, первый вход котороо го соединен с выходом указанного ис-г точника опорного напряжения, а вто:о рой вход - с первым выходом второго измерительного элемента, выходы четвертого и первого компараторов через, разделительные диоды подключены к nepBOfi зходу юиротно-импульсного модулятора , примем выход четвертого компаратора также связан с коллектором транзистора, эмиттер которого ;подключен к общей точке, а база чере резистор соединена с выходом первого ,бсомпаратЬра,втой:1е входы второго и третьего компараторов .соединены соот-. {ветствённо с вторым и третьим выхода-, ми второго измерит.ельного элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1g} (11) 3(5Р 405 F 1/64; Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHGIVhf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД@ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССа

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfFHA (21 ) 3460625/24-07 (2) .05.07.82 (46) 07.11.83.Бюл. 9 41 (72) Л.Г:Карташян, В.В.Карапетян, Ж.A.Ìêðò÷ÿí .и К.Т;Кешишян (53) 621.314.57(088.8)

i(56) 1. Конев Э.И., 10рченко A.È., Букреев С.С.Транзисторные сумматоры мощности в системах параллельной . работы источников питания. -."Элект«« ронная техника в автоматике". Вып. 11.

Под ред. Ю.И.Конева. М., "Советское радио", 1980, с. 48-. 55.

2. Буденный А.В., Гукай В.Д, Морозов B.Ã. Транзисторный сетевой источник питания с промежуточным преобразованием частоты. Современные задачи преобразовательной техники. ч.4. АН Украинской ССР. Инсти- . тут электродинамики. Киев, 1975, с. 381-388.

3. Мкртчян Ж.А. Электропитание электронно-вычислительных машин.

М., "Энергия", 1980, рис. 2-45. (54)(57) СХАБИЛИЗИРОВАННЫИ ПРЕОВРА» .ЗОВАТЕЛЬ ПОС11ОЯННОРО НАПРЯЖЕНИЯ ° сО» держащий усилитель мощности, сило- вой трансформатор, крайние выводы вторичной обмотки которого подсое-. динены к анодам выпрямительных. диодов, катодами подключенных к од-.. ной обкладке конденсатора сглажи- -;. вающего фильтра, средняя точка вторичной обмотки трансформатора подключена к одному выводу дросселя зы ходного фильтра, другой вывод котО4 . рого подключен к другой обкладке ыои-. денсатора выходного фильтра, первый измерительный элемент, входом под-„ ключенный к выходным выводам преобразователя, а выходам. - к входу первого компаратора, другой вход ко торого соединен с выходом источни-: ка опорного напряжения„ вь;ход первого компаратора соединен с первым входом широтно-импульсного модуля тора, с другим входом которого соединен выход генератора пилообразного напряжения, вход которого соеди- нен с выходом задающего генератора, выход широтно-импульсного модулятора подключен. к входу Формирова- теля импульсов, выход которого связан с управляющими входами усилителя мощности, второй и третий компараторы, первые входы которых соединены Q выходом опорного источника, отличающийся тем, что, с целью расширения функциоиальиых возможностей путем обеспечения выявления неисправного преобразователя из параллельно работающих. .Н-стабилизированных преобразователей, в него введены второй выпрямитель, аноды диодов которого. под-ключены к крайним выводам вторичной обмотки трансформатора, а катодык обкладке дополнительного конден- Я сатора, другой обкладкой подключен-. ного к точке соединения дросселя с конденсатором выходного фильтра, второй измерительный элемент, подключенный .параллельно указанному дополнительному конденсатору, четвертый компаратор, первый вход которого соединен-с выходом укаэанного источника опорного напряжения, а вто« рой вход - с первым выходом второго измерительного элемента, выходы четвертого и первого компараторов через. разделительные диоды подключены к

:первому входу широтно-импульсного модулятора, причем выход четвертого компаратора также связан с коллектором транзистора, эмиттер которого . подключен к общей точке, а база через резистор соединена с выходом первого йомпаратора,вторйе входы второго и третьего компараторов,соединены.соот-. ветственно с вторым и третьим выхода-, )ми второго измерительного элемента.

1053091

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам питания.

Известны стабилизированные преобразователи, работающие параллельно на общую нагрузку, каждый из которых содержит преобразователь напряжения, силовой трансформатор, выходной вы-

-прямитель, выходной фильтр, измери, тельный элемент, опорный элемент, компаратор обратной связи, широтно-им- 10 пульсный.модулятор, генератор пилообразного напряжения, задающий генератор, формирователь импульсов(1J и (21 . . Йедостаток этих преобразователей заключается в отсутствии возможности обеспечения выключения из системы параллельно работающих преобразователей неисправного преобразователя без. нарушения при этом нормальной работы оставшихся в работе пре- 20 образователей, работающих на общую нагрузку.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стаби-, лизированный преобразователь по- 25 стоянного напряжения, содержащий

1усилитель мощности, силовой транс-" форматор, крайние выводы вторичной обмотки которого подсоединены к анодам выпрямительных диодов, катодами подключенных к одной обкладке конденсатора сглаживающего фильтра, средняя точка вторичной обмотки трансформатора подключена к одному выводу дросселя выходного фильтра, другой вывод которого подключен к другой обкладке конденсатора выходного фильтра, первый измерительный элемент, входом подключенный к выходным выВодам преобразователя, а аыходом вЂ, к входу первого компарато- 40 ра, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход первого компаратора ! оединен с первым входом широтномпульсного модулятора, с другим 45 входом которого соединен выход генератора пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора, выход широт-. но-импульсного модулятора подключен к входу формирователя импульсов, выход которого связан с управляющи. ми входами усилителей мощности, второй и третий компараторы повышения и понижения выходного напряжения источника, первые входы которь1х подключены к выходу источника опорного напряжения, вторые входы — к выходу измерительного элемента, подключенного к выходу стабилизированного источника питания. Посредством второго 0 и третьего компараторов обеспечивается защита от повышения и понижения выходного напряжения источника (3j .

Недостатком известного преобразователя является низкая надежность 65 при параллельной работе нз-за невоэможности выявления в процессе работы вышедшего из строя преобразователя. Это определяется тем, что изме" рительнце элементы схемы защиты источников осуществляют контроль напряжения непосредственно на выходных выводах стабилизирующего преобразователя и выявление в данном случае неисправного из параллельно работающих преобразователей не представляется возможным.

При этом, если выходное напряжение одного из источников повышается, то напряжение на нагрузке также повышается. Если величина этого напряжения превышает допустимое значение, то срабатывает защита от повышения напряжения и неизбирательно будут отключены все параллельно работающие источники питания. Если же выходное напряжение одного из источников понижается, то напряжение на . нагрузке не изменится. Защита от по нижения напряжения ни одного из источников, в т.ч. и" неисправного, не сработает. В результате неисправный источник остается в этом режиме неограниченное время.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения выявления неисправного преобразователя из параллельно ра- ботающих N-стабилизированных преобразователей на общую нагрузку.

Для достижения поставленной цели в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, силовой трансформатор, крайние выводы вторичной обмотки которого подсоединены к анодам выпрямительных диодов, катодами подключенных к одной обкладке конденсатора. сглаживающего фильтра, средняя точка вторичной обмотки трансформатора подключена к одному выводу дросселя выходного фильтра,.другой вывод которого подключен к другой обкладке конденсатора выходного фильтра, первый измерительный элемент, входом подключенный к выход-. ным выводам преобразователя., а выходом — к входу первого компаратора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход первого компаратора соединен с первым входом широтноимпульсного модулятора, с другим входом которого соединен выход генератора пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора, выход широтно-импульсного модулятора подключен к входу формирователя импульсов, выход которого связан с управляющими входами усилителя мощности, второй и третий компараторы, первые входы которых соединены с выходом опорного источФ

1053091

50 ника, введены второй выпрямитель, аноды диодов которого подключены

К крайним выводам вторичной обмот- ки трансформатора, а катоды - к обкладкам дополнительного конденсатора, другой обкладкой подключенного к точке соединения дросселя о конденсатором выходного фильтра, а также второй измерительный элемент, подключенный параллельно указанному до,полнительному конденсатору, и четвертый компаратор, первый вход кото- рого соединен с выходом укаэанного источника опорного напряжения, а второй вход - с первым выходом второго измерительного элемента, выхо- 15 ды четвертого и первого компараторов через разделительные диоды подключены к первому входу широтноимпульсного модулятора,.причем выход четвертого компаратора также свя- 20 зан с коллектором транзистора, эмиттер которого подключен к общей . точке, а база через резистор соеди- нена с выходом первого компаратора, вторые входы второго и третьего ; компараторов соединены соответствен» но с вторым и третьим выходами второго измерительного элемента.

На чертеже представлена принципи .альная схема одного из N параллельно работающих стабилизированных преобра-З0 зователей, работающих на общую на-. грузку.

Стабилизированный преобразователь .постоянного йапряжения содержит усилитель 1 мощности, силовой трансфор- 35 матор 2, диоды выходного выпрямителя 3, дроссель 4 сглаживающего выходного фильтра, конденсатор 5 выходного фильтра, первый измерительный элемент 6 соединен с выходом 7, пер- . 40 вый компаратор 8, источник 9 опор-.. ного напряжения, задающий генератор 10, генератор 11 пилообразного напряжения, широтно-импульсный моду- лятор 12, формирователь 13 импуль сов, резистор 14,-второй 15 и третий, 1 16 компараторы соответственно защи-. ты от понижения и защиты от повышения напряжения, диоды второго выпрямителя,17, дополнительный конденсатор 18,. второй измерительный. элемент 19, выполненный на резис торном делителе с первым 20, вторым- 21 и третьим 22 выходами, четвертый компаратор 23, резисторы 24 и 25, разделительные диоды 26 и 27, транзистор 28, выходные выводы преобра;зователя 29 для подключения нагруз ки.

Стабилизированный преобразователь работает следующим образом. 60

В преобразователе в результате сравнения выходного напряжения первого измерительного элемента 6, снимаемого с выхода 7, и напряжения ( опорного источника 9 на выходе перво-. го компаратора 8 вырабатывается сигнал, который через резистор 14 и разделнтельный диод 26 поступает на первый вход широтно-импульсного модулятора 12 (ШИМ), на другой вход которого поступает сигнал от генератора 11 пилообразного напряжения (ГПН). Сигнал с выхода ШИМ 12 через формирователь 13 импульсов поступает на управляющие входы усилителя

1 мощности. Задающий генератор 10 обеспечивает импульсами для- синхронизации ГПН 11,. а также получение напряжения питания ГПН 11 и ШИМ 12.

На входы четвертого компаратора 23 поступает напряжение с первого выхода 20 измерительного элемента 19 и напряжение опорного источника 9.

На выходе четвертого компаратора 23 вырабатывается напряжение, которое не может поступать к входу ltlHN 12, так как транзистор 28 открыт напряжением, поступающим с выхода первого компаратора 8 через резистор

14. Тем самым четвертый компаратор 23 в нормальном режиме на работу стабилизированного преобразователя не влияет. В этом режиме величины напряжений на дополнительном конденсаторе 18 и на выходных выводах 29 мало отличаются, и на выходах вто" рого и третьего компараторов 15 и 16, на входы которых поступают .напряжения соответственно с второго

21 и третьего 22 выхода второго измерительного элемента 19 и напряжение опорного источника 9, сигналы на отключение преобразователей отсутствуют.

При возникновении неисправностей, если выходное напряжение одного иэ параллельно работающих преобразователей увеличивается, напряжение на выходных выводах 29 преобразователя также увеличивается, первый компаратор 8 реагирует на повышение

ыходного напряжения, и воздействуя на ir591 12, приводит к уменьшению ,напряжения на выходных выводах 29. (Однако наличие четвертого компаратора 23 не допускает уменьшения вы;ходного напряжения усилителя 1 мощности. Это объясняется тем, что четвертый компаратор 23, воздействуя на ШИМ 12 не допускает уменьшения выходного напряжения усилителя 1 мощности ниже допустимого значения. При этом сигнал, поступающий с выхода первого компаратора 8 на базу транзистора 28, отсутствует. Поскольку в этом режиме на входах второго и третьего компараторов 15 и 16 напряжение не превышает допустимого значения, на выходах второго и третьего компараторов 15 и 16 исправного преобразователя сигналы на отключение не возникают.

1053091

В нвисправйом источнике увелнче> we выходного напряжения приводит к увеличению напряжения .на дополнительном конденсаторе 18 и втором . измерительном элементе И 19. Если величина этого напряжения превышает допустимое значение, то на выходе третьего компаратора 16 вырабатывается сигнал, отключающий неисправный источник от нагрузки..

Тем временем исправцый источник остается включенным и обеспечивает напряжение на выходных выводах 29, при этом стабилизация .выходного. напряжения осуществляется снова через первый компаратор 8..

Если из-за неисправности выходное напряжение одного из преобразователей уменьшается, то оно не приводит к изменению выходного напряжения исправного преобразователя, который обеспечивает питание на. выходных

:выводах 29 и стабилизации выходного напряжения осуществляется через первый компаратор 8, Поскольку на входах второго и третьего компараторов 15 и 16 напряжение не превышает допустимого значения,, на выходах указанных компараторов сигналы на отключение исправного преобразователя не возникают.

8 неисправном преобразователе ,уменьшение выходного напряжения приводит к уменьшению напряжения на входе выпрямителя 3 и на выходе выпрямителя 17, и если величина это-, го напряжения становится меньше, допустимого,значения, то на выходе второго компаратора 15 вырабатывается сигнал, отключающий неисправный

5 преобразователь. Твм временем исправный преобразователь останется включенным и обеспечивает напряжение на выходных выводах 29.

Таким образом, с возникновением

10 неисправностей в каком-либо из

N преобразователей при параллельной работе, приводящим к изменению выходного напряжения неисправного преобразователя больше допустимых значе-. 5 ний схема защиты неисправного пре образователя выдает сигнал íà его отключение, остальные же продолжают работать нормально, обеспечивая напряжение на выходных выводах для под.ключения: нагрузки.

Использование изобретения возможно также и при выполнении выходного выпрямителя по мостовой схеме.

При, этом второй выпрямитель также выполняют по мостовой схеме, в которой могут быть использованы два диода основного выпрямителя.

Такая органиэация параллельной работы стабилизированных преобразоЖ вателей является высокоэффективной, обеспечивающей высокую надежность .. при параллельной работе неограниченного количества преобразователей

ВНИИПИ Заказ 8871/46

Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.ÏðîåêTíàÿ,4