Импульсный преобразователь напряжения

 

ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий амплитудноимпульсный регулируемый конвертор с внутренним блоком запуска, входом подсоединенный к входным клеммам, выходы которого соединены с выходными клеммами и через масзштабирующий элемент подключены к инвертирующему входу измерительного блока выполненного на дифференциальном усилителе с динамической нагрузкой, неинвертирующий вход которого соединен с источником опорного напряжения, a выход измерительного блока через эмиттерный повторитель подсоединен к управляющему входу конвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, в него введен нелинейный блок стабилизации, выполненный на двух транзисторах противоположной проводимости и токозадающем резисторе, база первого транзистора соединена с неинвертирующим входом измерительного блока, эмиттер подключен через токозадающий резистор к коллектору второго тран-зистора и через переход база-эмиттер второго транзистора - к выходу измерительного блока, коллекторы первого и второго транзисторов подключены к соответствующим выходным клеммам указанного конвертора, при этом проводимость первого транзистора нелинейного блока стабилизации противоположна проводимости транзисторов дифференциального усилителя измерительного блока. 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5D 0 05 F 1 64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3408853/24-07 (22) 19.03.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) В.Г.Павлов, Р.Д.Летичевский, В.Я.Павленко, A.À.Мацков и С.А.Даниэлян . (53} 621.316,722.1(088.8) (56) 1. Патент США Р 3938023, кл. Н 02 Н 3/335, 1976.

2."Приборы и техника эксперимен» та", 1980, Р 4,.с. 153. (54) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий амплитудноимпульсный регулируемый конвертор с внутренним блоком запуска, входом подсоединенный к входным клеммам, выходы которого соединены с выходными клеммами и через масштабирующий элемент подключены к инвертирующему входу измерительного блока> выполненного на дифференциальном усилителе с динамической нагрузкой, неинвертирующий вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход измерительного блока через эмиттерный повторитель подсоединен к управляющему входу конвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжейия, в него введен нелинейный блок стабилизации, выполненный на двух транзисторах противоположной проводимости и токозадаюi щем резисторе,. база первого транзистора соединена с неинвертирукщим входом измерительного блока, эмиттер подключен через токозадающий резистор к коллектору второго транзистора и через переход база-эмиттер второго транзистора — к выходу измерительного блока, коллекторы первого @ 2 и второго транзисторов подключены к соответствующим выходным клеммам укаэанного конвертора, при этом проводимость первого транзистора нели- С нейного блока стабилизации противоположна проводимости транзисторов дифференциального усилителя измери- тельного блока.

1078417 с !

О

)5

55

60 б5! эобретение отнссится к электротеxни ке, в частности к стабилизированным импульсным вторичным источникам питания.

Известен импульсный преобразователь н"пряжения, содержащий амплитудна-импульсный регулируемый конвертор, в цепи обратной связи которого включен измерительный блок, выполненный на основе дифференциаль y" cHJ иTeJEB 1

Однако известное устройство характеризуется существенным изменением зыхадного напряжения из-за перехадногo грацесса вследствие скачкообразного изменения тока нагрузки.

Известен также импульсный преобразователь напряжения, содержащий амплитудно-импульсный регулируемый кoEEE!cpTop с внутренним блоком запуск», Входом подсоединенный к входным клеммам, выходы которого соединены с Выхад11ыми клеммами и через масшта бирующий элемент подключены к инвертирующему входу измерительного блока, выполненного на дифференциальном усилителе с динамической нагрузкои, неинвертирующий вход которога .Оединсн с источником опорного напряжения, а вь.ход измерительного блока чсрсэ эмиттерный повторитель подсоеди«c! к управляющему входу конвертора E 2 1.

Нс оста: E(D указанного устройст»а является также существенное изменение Выходного напряжения В установившемся режиме из † перехОднОГО процесса вследствие скачкообразного изменения тока нагрузки„

Цепь изобретения — павы ЕеННе стабильности выходного напряжения..

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный преобразователь напряжения, содержащий амплитудно-импульсный регулируемый конверТОР, ВХОДОМ ПОДСОЕДИНЕННЫЙ К ВХОДНЫМ клеммам„ Выходы которого соединены с Выходными клеммами и через масштабирующий элемент подключены к инвертирующему входу измерительного блока, выполненного на дифференциальном усилителе с динамической нагрузкой, неинвертирующий вход которого соединен с источником опорнога напряжения, а выход измерительного блока через эмиттерный повторитель подсоединен к управляющему Входу конвертора, введен нелинейный блок стабилизации, выпалненныи на двух транзисторах противот.оложной проводимости с неинвертирующим входом измерительного блока, эмиттер подключен через токозадающий pQ3HCтop к кол.EE. ктору Второго транзистора и через переход база-эмиттер Второго транзистора — к выходу измерительного блока, коллекторы первого и Второго транзисторов

ПОДКЛЮЧСНЫ К COOTBOTCIВ ЮЩИМ ВЫХОДным клеммам конвертора, при этом проводимость первого транзистора нелинейногс блока стабилизации противоположна проводимости транзистора дифференциального усилителя измерительного блока.

На чертеже приведена схема предлагаемого импульсного преобразователя напряжения.

Импульсный преобразователь напряжения содержит амплитудно-импульсный регулируемый конвертор 1, входом подсоединенный к входным клеммам, выходы которого соединены с выходными клеммами и через масштабирующий элемент 2 подключены к инвертирующему входу измерительного блока 3, выполненного на дифференциальном. усилителе на транзисторах 4 и 5 с динамической коллекторной нагруз— кой на транзисторе б. Неинвертирующий вход измерительного блока 3 соединен с источником 7 опорного напряжения. Выход измерительного блока 3 через эмиттерныи повторитель 8 подсоединен к управляющему входу конвертора 1. Нелинейный блок 9 стабилиза ции выполнен на двух транзисторах 10 и 11 про †ивоположн проводимости и такозадающем резисторе 12. База первого транзистора 10 соединена с неинВертирующим входам измерительного блока 3, эмиттер подключен через токозадающий резистор 12 к коллектору второго транзистора 11 и через

iIegexog ба а-эмиттер второго тран— зистора 11 — к выходу измерительного блока 3. Коллекторы первого и второго транзисторов 10 и 11 подключены к соответствующим входным клеммам конвертора 1.

Поскольку измерительный блок 3, источник 7 огорного напряжения и эмиттерный повторитель 8 структурно вклю:ены на выходе преобразователя, то напряжение для питания этих узлов целесообразно получать от одной иэ Вторичных обмоток тра.нсфарматора конвертора. Поэтому конВертор 1 требует блок запуска, обеспечивающий первоначальную подачу напряжения на измерительный блок при подключении Входной сети к Входу конвертора„ В ñòàíîâèâøåìñÿ режиме преобразователя блок запуска не влияет на работу конвертора.

Импульсный преобразователь напряжения работает следующим образам.

Регулируемый амплитудно-измерительный конвертор 1 поддерживает напряжение на выходных клеммах устройства = заданной стабильностью при поахаши цепи отрицательной обратАоА связи, выполненной на измеритель ном блоке 3. Измерительный блок 3 сравнивает напряжение на выходных клеммах устройства через масштаби1078417

Рующии элемент 2 с опорным эталонным напряжением узла 7 и вырабатывает сигнал регулирования конвертором 1. В установившемся режиме транзисторы 4, Э и б измерительного блока 3 работают в линейном режиме.

Для обеспечения высокого усиления измерительного блока 3 последний по выходу развязан от конвертора 1 эмиттерным повторителем 8. Первый транзистор 10 нелинейного блока 9 стабилизации всегда смещен в прямом направлении. Эмиттерный ток первого транзистора 10 задается стабилизированным выходным напряжением конвертора 1 с помощью токозадающего резистора 12.

В установившемся режиме импульсного преобразователя второй транзис-. тор 11 нелинейного блока 9 стабилизации находится в запертом состоянии, поскольку выходное напряжение измерительного блока 3 больше величины опорного напряжения узла 7.

Таким образом, в установившемся режиме импульсного преобразователя напряжения нелинейный блок 9 стабилизации заперт по входу и не влия ет на работу устройства.

При скачкообразном увеличении сопротивления нагрузки на выходе устройства возникает положительный выброс напряжения. Как следует из предлагаемой схемы скачкообразное увеличение сопротивления нагрузки преобразователя приводит к уменьшению напряжения на входе конвертора до такой величины, при которой регулирующий транзистор конвертора должен эаператься.

Однако понижение напряжения на его эмиттере ниже некоторого порога вызывает включение блока запуска.

В результате на выходе преобразователя устанавливается некоторое напряжение, меньше номинальной величины °

Поскольку это состояние возникает в результате резкого повышения сопротивления нагрузки, которое приводит к понижению опорного напряжения, то это состояние устойчиво, так как установившееся пониженное выходное напряжение больше выходного напряжения, соответствующего пониженной опоре. В результате транзистор 5 измерительного блока 3 остается насыщенным, а транзистор б запертым.

Этого не происходит при первоначальном включении преобразователя, так как в этом случае опорное напряжение нарастает и устанавливается быстрее, чем выходное напряжение, Таким образом, после резкого увеличения сопротивления нагрузки пониженное напряжение на выходе преобразователя устойчиво >сохраняется, при уменьшении сопротивления нагрузки происходит понижение выходного напряжения преобразователя до величины, меньшей соответствующей пониженной опоре. При этом транзистор 5 измерительного блока 3 выходит из насыщения. Появляется базовый ток транзистора б,транзистор 4 восстанавливает усилительные свойства. Это приводит к исчезновению шунтирования опорного напряжения и восстановлению его первоначального повторителя.8 приводит к восстановлению заданного уровня выходного напряжения преобра15

Таким образом, в преобразователе с амплитудно-импульсным регулированием конвертора 1 беэ использования нелинейного блока 9 стабилизации имеет место усточивое изменение выходного напряжения при скачкообразном изменении нагрузки. Введенный в устройство нелинейный блок 9 стабилизации позволяет сохранить опорное напряжение при переходных процессах, вызванных скачкообразным изменением нагрузки ° При этом на выходе устройства после окончания переходного процесса уровень стабилизированного напряжения не изменяется.

30 Происходит это следующим образом.

Если выброс напряжения усиливается дифференциальным усилителем измерительного блока 3 до такой степени, что даже запирается транзистор б дина35 мической нагрузки, то транзистор 4 дифференциального усилителя продолжает сохранять усилительные свойства с помощью нелинейного блока 9 стабилизации. При достижении напряжения

4О на переходе коллектор-база транзистора 4 нуля (границы линейного режима транзистора ) выходной транзистор 11 нелинейного блока 9 стабилизации отпирается и стопорит дальней,шее уменьшение напряжения между коллектором и базой транзистора 4 измерительного блока 3.. Таким образом, сохраняются, усилительные свойства транзистора 4 измерительного блока 3 и тем самым устраняется паразитное

5О шунтирование источника 7 опорного напряжения. После окончания выброса напряжения на выходе конвертора 1 величина напряжения на выходе измерительного блока 3 увеличивается, 55 нелинейный блок 9 стабилизации запирается и устройство переходит в установившийся режим без изменения выходного напряжения;

Введение в предлагаемый импульсный преобразователь напряжения нелинейного блока стабилизации позволяет поднять стабильность выходного напряжения устройства.

1078417

Составитель Ю.Опадчий

Техред О.Неце Корректор О.Билак

Редактор A Мотыль

Заказ 96 3! 42 Тираж 842 Подписное

ВНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектнай, 4