Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 02 М 3 335

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вФ И.Фищ у; рм (фп ф фй ф

Ц 4(", " (А И ЛМ1? ГЩ

CO

СР (21) 3507100/24-07 (22) 03.11 ° 82 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) А.Г, Лазебный, A.Ä.Øåïoòüêî, П.М.Романченко и В.В.Иванов (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство. СССР

9 568124, кл. H 02 М 3/335, 24.05.76.

2. Заявка ФРГ 9 2558199, кл. Н 02 P 13/22, 23.12.75. 3. Патент CIdA 9 4150424, кл. Н 02 М 3/335, 17.04.79. (54)(57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ, содержащий подключен- ный к входным выводам устройства усилитель мощности, выход которого соединен через выпрямитель и (.Сфильтр с выходными выводами устройства, подсоединенными к входу управления широтно-импульсного моду„„SU„„1077030 A лятора, противофазные выходы которого подключены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых подсоединены к выходу тактового генератора и к входу широтно-импульсного модулятора, а выходы — к соответствующим входам управления усилителя мощности, а также компаратор и третий селектор, первый вход которого подключен к выходу логического инвертора, при этом параллельно выходу третьего селектора подключен конденсатор, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения перегрузки транзисторов в режиме коpoTKoFo замыкания, вход компаратора подключен к выходу выпрямителя, а выход — к входу логического инвертора, причем выход третьего селектора подключен к третьим входам двух селекторов.

1077030

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных ис-очниках питания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Известен стабилизированный пре« 5 образователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор, усилитель мощности, выпрямитель, фильтр, цепь обратной связи, 10 делитель частоты, два селектора, блок запуска, логический элемент

ИЛИ и нуль-орган, вход которого йод-, соединен к выводу для подключения нагрузки и дополнительно введенному 15 источнику эталонного напряжения, а выход - к одному входу логического элемента ИЛИ, выходом соединенного с третьими входами селекторов, причем другой вход логического элемен 20 та ИЛИ соединен с выходом блока за-", пуска (1 g и 2 1.

В известном преобразователе при любых кратковременных перегрузках и коротких заиканиях происходит отключение преобраэователя,длящееся до нового включения первичного источника.

Недостатком данного преобразователя,является невозможность его включения после устранения перегрузки .30 или короткого замыкания без выключения первичного источника.

Наиболее близким по технической сущности к прецлагаемому является стабилизированный преобразователь постоянного напряженйя в постоянное,, содержащий подключенный к входным выводам устройства усилитель мощности, выход которого соединен через выпрямитель и „С-фильтр с выходными 4О выводами устройства, подсоединенными к входу управления широтно-импульсного модулятора, противофаэные выходы которого подключены к первым входам двух селекторов, вторые sxo ды которых подсоединены к выходу тактового генератора и к входу широтно-импульсного модулятора, а выходы - к соответствующим входам уп-, равления усилителя мощности, а также компаратор и третий селектор, пер-@ вый вход которого подключен к выходу логического инвертора, при этом параллельно выходу третьего селекто ра подключен конденсатор (33.

Недостаток известного устройства 55 заключается в низкой надежности вследствие перегрузки транзисторов . преобразователя в режиме короткого .замыкания в нагрузке.

Цель изобретения - повышение иа- Щ дежиости стабилизированного преобразователя постоянного напряжения s постоянное путем уменьшения перегрузки транзисторов в вжкиме короткого замыкания. ° 65

Для достижения поставленной цели в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем подключенный к входным выводам устройства усилитель мощнос ти, выход которого соединен через выпрямитель и 1,С-фильтр с выходными выводами устройства, подсоединенными к входу управления широтно-импульсного модулятора, противофазные выходы которого подсоединены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых подсоединены к выходу тактового генератора и к входу широтно-импульсного модулятора, а выходы - к соответствующим входам управления усилителя мощности, а также компаратор и третий селектор, первый вход которого подключен к выходу логического инвертора, при этом параллельно выходу третьего селектора подключен конденсатор, согласно изобретению, вход компаратора подключен к выходу выпрямителя а выход — к входу логического инвертора, причем выход третьего селектора подключен к третьим входам двух селекторов °

На фиг, 1 представлена блок-схе- ма устройства на фиг. 2 — временные диаграммы.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит усилитель 1 мощности, выпрямитель 2, L,С-фильтр 3, широтно-импульсный модулятор 4, противофаэные выходы которого подсоединены к первым входам двух селекторов 5 и 6, тактовый генератор 7, а также компаратор 8, логический иивер тор 9 и третий селектор 10, параллельно выходу которого подключен конденсатор 11.

На фиг,. 2 принято схематическое . ..I изображение : 12 — импульсов такто- вого генератора 7; 13 = импульсов напряжения широтно-импульсного модулятора 4 на выходе селектора 5;

14 - импульсов напряжения широтноимпульсного модулятора 4 на выходе селектора 6; 15 - импульсов напряжения на конденсаторе 11; 16 - импульсов напряжения на выходе выпрямителя 2; 17 - импульсов напряжения на выходе логического инвертора 9.

Кроме того, на фиг. 2 обозначе ио: C - время работы преобразовате" ля; 1„ - момент окончания отрицательного импульса 12 тактового генератора 7Ь t2 - момент появления импульсов 1б напряжения на выходе mm ряьятеля 2; t3 .- момент окончания . импульсов 13 или импульсов 14 широт но-импульсного модулятора 4; момент достижения импульсами 15 на конденсаторе 11 уровня логического нуля при .нормальной работе;

1077030

65 ницы, поступающий на второй вход

t - момент возникновения перегруз» ки С вЂ” момент. достижения импуль". сами 15 на конденсаторе 11 уровня логического нуля при появлении перегрузки; tz — момент окончания сигнала на выходе выпрямителя 2 при срабатывании защиты; 8 — момент падения импульсов 15 на конденсаторе 11 до уровня логического нуля в начале полупериода работы генератора 7 при длящейся перегрузке; момент окончания перегрузки; л4.г время прохождения сигнала с входа селектора 5 или селектора 6 на выход выцрямителя 2; atg — время прохождения сигнала с выхода селектора

Б или селектора 6 на выход выпрями. теля 2 при срабатывании защиты.

Устройство работает следующим образом.

Отрицательные импульсы 12 тактового генератора 7 псгдаются .на вход широтно-импульсного модулятора 4, на вторые входы селекторов 5 и 6 и на первый вход третьего селектора

10.

Широтно-импульсный модулятор 4 попеременно подает свои входные импульсы 13 на первый вход селектора

5 и импульсы 14 на первый вход селектора 6. В течение каждого отрица. тельного импульса 12 селекторы 5 и

6 закрыты и напряжение 16 на выходе выпрямителя 2 равно О. Так как вход . компаратора 8 соединен с выходом выпрямителя 2, напряжение на которог равно О, то на выходе компаратора 8 имеется сигнал логического нуля, а так как выход компаратора 8 соединен с входом логического инвертора

9, то на выходе последнего присутствует сигнал логической единицы, поднимаемый на второй вход третьего селектора.

На первом входе третьего селектора 10 s это время присутствует сигнал логического нуля,.т.е. отрицательный импульс 12 генератора, поэтому на выходе третьего селектора 10 имеется напряжение логической единицы, поступающее на третьи входы селекторов 5 и 6, и одновременно заряжающее конденсатор 11.

В момент Ф„ окончания отрицательного импульса 12 на вторых входах селекторов 5 и 6 появляется сигнал логической единицы. Сигнал логической единицы поступает также на пер. вый-вход третьего селектора 10. Лпя прохождения сигнала с входа селекторов 5 и 6 через селекторы, усилитель 1 мощности и выпрямитель 2 необходимо определенное время bt„, обусловленное инерционностью мощных, транзисторов и диодов, поэтому в течение этого времени после момента

Ф окончания отрицательного импуль1

I са 12 на выходе выпрямителя 2 все еще имеется сигнал логического нуля, на выходе компаратора 8 — также сигнал логического нуля, а на выходе логического инвертора 9 — сигнал ло5 гической единицы, имеющейся и на втором входе третьего селектора 10.

В момент + на выходе третьего селектора 10 формируется отрицательный перепад напряжения и конденсатор 11

10 начинает разряжаться через его низкое выходное сопротивление. До тех пор, пока напряжение 15 на конденса-: торе 11 не достигнет уровня логического нуля, селекторы 5 и 6 открыты, так как и на вторых, и на третьих их входах имеются. сигналы логичес кой единицы.

Прежде, чем напряжение на конденсаторе 11 достигает уровня логичес- . кого нуля, сигналы 13 или 14 широтноимпульсного модулятора 4 успевают пройти на выходе выпрямителя 2 к моменту . При отсутствии перегрузок напряжение на выходе выпрямителя выше порога срабатывания компаратора 8, поэтому на его выходе появляется сигнал логической единицы, а на выходе логического .инвертора

9 — сигнал логического нуля, поступающий на второй вход третьего се,лектора 10..В этот момент на выходе третьего селектора 10 формируется положительный перепад напряжения и .конденсатор 11 начинает вновь заряжаться до уровня логической единицы.

Таким образом, в нормальном режиме сигнал с одного из выходов широтноимпульсного модулятора 4 беспрепятственно проходит на выход выпрямителя 2, 40 Если момент 1 окончания сигнала

13 или 14 широтно-импульсного модулятора 4 наступает раньше появления следующего отрицательного сигнала 12 тактового генератора 7, то

45 падение напряжения 1б на выходе выпрямителя 2 вызывает появление сигнала логической единицы на втором входе третьего селектора 10, формирования

;,отрицательного перепада напряжения

50 15 на его выходе, и в момент 4 раз:ряд конденсатора 11 до уровня логического нуля.

С приходом следующего отрицательного сигнала 12 прохождение сиг налов повторяется в вьзггеописанной последовательности.

В момент времени t возникновения перегрузки или короткого замыкания напряжение 16 на выходе выпрямителя 2 становится ниже порога срабатывания. компаратора 8, на выходе которого появляется сигнал логического нуля, а на выходе логического инвертора 8 - сигнал логической еди1077030 третьего селектора 10. Так как и на первом входе третьего селектора 10 присутствует сигнал логической единицы, поступивший с генератора 7, то конденсатор .11 начинает разряжаться через низкое выходное сопротивление третьего селектора 10. В момент времени .t напряжение на конденсаторе

11 достигает уровня логического нуля и селекторы 5 и б закрываются, выключив усилитель мощности. Спустя время ь|, необходимое для закрывания мощнйх транзисторов и диодов усилителя мощности 1 и выпрямителя

2, напряжение на выходе выпрямителя

2 исчезает окончательно в момент времени

Ао момента времени устранения перегрузки или короткого замыкания в течение каждого отрицательного сигнала 12 генератора 7 конденсатор

1i заряжается вышеописанным способом. С окончанием очередного импульса генератора 7 конденсатор 11 начинает разряжаться через низкое выходное сопротивление переключившегося в положение логического нуля.третьего селектора 10. В течение времени, необходимого для достижения напряжением на конденсаторе 11 уровня логического .нуля, селекторы . 5 н 6 открыты и включен усилитель

1 мощности, поэтому иа выходе выпрямителя может появиться некоторое напряжение. Если напряжение на выходе выпрямителя 2 оказывается ниже порога срабатывания компаратора 8, то конденсатор продолжает разряжаться до уровня логического нуля и в

5 момент времени tg достижения напряжения 15 уровня логического нуля селекторы 5 и б закрываются.

После устранения перегрузки или короткого заьыкания в конце ближай10 шего отрицательного импульса 12 работа преобразователя возобновляется.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает повышение надежности

15 работы при запуске, перегрузках и коротких замыканиях.

В предлагаемом преобразователе в качестве усилителя 1 мощности может быть использован любой двухтактный

gp инвертор. В случае применения емкостного фильтра для исключения влияния фильтра 3 на работу компаратора 8 на входе фильтра можно включить рязвязывающий диод.

В качестве третьего селектора 10 может быть применено любое логическое устройство. При применении логических интегральных схем, включение конденсаторов непосредственно на выходе которых недопустимо, конденсатор 11 может быть включен через ограничительный резистор.

1077030 фиа2

Составитель В.Ежов

Редактор М.янович Тейред,В.далекорей Корректор A.Ýèìîêîñîâ

Заказ 768/52 Тираж 667 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35„ Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4