Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, .Содержащий однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым BKjno4eHiieM выпрямительного диода и индуктивно-емкостным; фильтром, выход которого подсоединен к выходным выводам преобразователя и к первому входу широтно-импульсного модулятора , второй вход которого через генератор пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего генератора , логический инвертор, выход которого подключен к.первому входу первого элемента совпадения, второй вход которого подсоединен к входу индуктивно-емкостного фильтра, а выход - к базе первого транзистора двухтактного трансформаторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора которого подключена к управляющему переходу транзистора однотактной преобразовательной ячейки, причем в эмиттерные цепи транзисторов усилителя управления включены токозадающие резисторы , а вход питания усилителя управления подсоединен к входным выводам преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности преобразователя путем устранения ложного включеQ 5 ния транзистора однотактной преобразовательной ячейки в режиме холос (Л того хода, в него введен второй элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, второй вход к выходу задающего генератора, а выход - к базе второго транзистора усилителя управления, при этом вход ГС логического инвертора подключен к выходу задаюп(его генератора, а третий вход первого элемента совпаде-ч ния - к выходу широтно-импульсного О1 модулятора. О5

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Sam Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574942/24-07 (22) 06.04.83 (46). 30.10.84. Бюл. 9 40 (72) В.А. Маркелов, В.С. Аношин и И.П, Тищенко (53) 621.314.57(088.8) (56) 1. Электронная техника в автоматике. Вып. И, 1 980, с . 101,рис.1.

2. Патент США У 4092709, кл. Н 02 М 3/335, 30.05.78.

3.. Авторское свидетельство СССР

Р 838683., кл, Н 02 М 3/335, 1979, (54) (5? ) СТАБИЛИЗИРОВАННЬ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, .содержащий однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включением выпрямительного дйода и индуктивно-емкостным фильтром, выход которого подсоединен к выходным выводам преобразователя и к первому иходу широтно-импульсного модулятора, второй вход котброго через генератор пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего гене 1 ратора, логический инвертор, выход которого подключен к.первому входу первого элемента совпадения, второй вход которого подсоединен к входу индуктивно-емкостного фильтра, а

„„SU» 1121756 выход — к базе первого транзистора двухтактного трансформаторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора которого подключена к управляющему переходу транзистора однотактной преобразовательной ячейки, причем в эмиттерные цепи транзисторов усилителя управления включены токозадающие резисторы, а вход питания усилителя управления подсоединен к входным выводам преобразователя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности преобразовате-ля путем устранения ложного включения транзистора однотактной преобразовательной ячейки в режиме холостого хода, в него введен второй элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, второй вход— к выходу задающего генератора, а выход — к базе второго транзистора усилителя управления, при этом вход логического инвертора подключен к выходу задающего генератора, а третий вход первого элемента совпадения — к выходу широтно-импульсного модулятора.

21756

15 за

50

1 t1

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

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения, содержащие однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включением выпрямительного диода и индуктивно-емкостным фильтром, выход которого подсоединен к выходным выводам устройства и к входу широтно-импульсного модулятора, второй вход которого через генератор пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего генератора, а выход — к входу двухтактного трансформ маторного усилителя управления, выходная обмотка которого подключена к управляющему входу однотактного транзисторного преобразователя (11 и С2) .

Недостаток известных устройств заключается в их низкой надежности при работе в режиме малых нагрузок и холостого хода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включе- нием выпрямительного диода и индуктивно-емкостным фильтром, выход которого подсоединен к выходным вы-. водам преобразователя и к первому входу широтно--импульсного модулятора, второй вход которого через генератор пилообразного напряжейия подоединен к выходу задающего генера тора, логический инвертор, выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения, второи вход которого подсоединен к входу индуктивно-емкостного фильтра, а выход — к базе первого транзистора двухтактного трансформаторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора которого подключена к управляющему переходу транзистора однотактной преобразовательной ячейки, причем в эмиттерные цепи транзисторов усилителя управления включены токоэадающие резисторы, а вход питания усилителя управления подсоединен к выходным выводам преобразователя (3) .

Недостатком известного устройства является его низкая надежность вслед ствие того, что при работе его на холостом ходу или в режиме малых токов нагрузки, когда ширина импульса

1отпирания транзистора однотактного преобразователя минимальная и значительно меньше времени рассасывания неосновных носителей в цепи базы указанного транзистора (особенно тогда, когда время рассасывания срав. нимо с периодом частоты преобразования), время открытого состояния первого транзистора усилителя управления больше, чем время открытого состояния второго транзистора усилителя управления. В результате этого трансформатор двухтактного усилителя управления намагничивается в такой по." лярности, что при его размагчичивании в паузе сигнала управления на первой обмотке создается напряжение, открывающее транзистор однотактного преобразователя. Такое несвоевременное открывание транзистора однотактного преобразователя в паузе сигнала управления нарушает устойчивую работу устройства, вследствие чего в его сглаживающем фильтре возникают переходные процессы, при которых ток, протекающий в дросселе, а соответственно, и через транзистор однотактного преобразователя, достигает опасной для последнего величины.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизированного преобразователя постоянного напряжения путем устранения ложного включения транзистора однотактного преобразователя в режиме холостого хода

Указанная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразова- тель постоянного напряжения, содержащий однотактную транзисторную преобразовательную ячейку с прямым включением выпрямительного диода и индуктивно-емкостным фильтром, выход которого подсоединен к выходным выводам преобразователя и к первому входу широтно-импульсного модулято- ра, второй вход которого через генератор пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего генератора, логический инвертор, выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения, второй вход которого подсоединен к входу индуктивно-емкостного фильтра, а выход — к базе первого транзистора з 11217 двухтактного трансформаторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора которого подключена к управляющему переходу транзистора однотактной преобразовательной ячейки, причем в эмиттерные цеS пи транзисторов усилителя управления включены токозадающие резисторы, а вход питания усилителя управления подсоединен к входным выводам преобразователя, введен второй элемент сОвпадения, первый вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, второй вход — к вы- ходу задающего генератора, а выход—

15 к базе второго транзистора усилителя управления, при этом вход логического инвертора подключен к выходу задающего генератора, а третий вход первого элемента совпадения — к вы20 ходу широтно-импульсного модулятора.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит однотактный транзисторный преобразователь 1 с прямым включением выпрямительного диода и иидуктивно-емкостным фильтром 2, выход которого подсоединен к первому входу широтно30 импульсного модулятора 3, второй вход .которого подключен через генератор 4 пилообразного напряжения к выходу задающего генератора 5, логический инвертор 6, первый 7 и второй 8 элементы совпадения, первый 9 и второй

10 транзисторы двухтактного трансфор маторного усилителя управления, вторичная обмотка трансформатора 11 которого подключена к управляемому переходу транзистора 12 однотактного преобразователя 1.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства в соответствии с временными диаграммами (см. фиг. 2), где 45

U< — выходное напряжение задающего генератора 5; Ij11 — выходное напряжение инвертора 6> 08„ — выходное напряжение устройства;(J „1„, — выход. Ь1 1 ное напряжение устройства при холостом ходе; 00 — пилообразное напря. жение генератора 4; (1 н„„- выходное напряжение широтно-импульсного модулятора 3; U „ — выходное напряжение первого элемента совпадения 7; Ос — выходное напряжение второго элемента совпадения 8; U g — выходное на. г пряжение на входе фильтра 2; .р —

56 4 время рассасывания силового транзистора 12.

Устройство работает следующим образом.

При номинальной нагрузке предлагаемого устройства с выхода задающего генератора 5 на вход инвертора 6,. первый вход второго элемента 8 совпадения и вход генератора.4 пилообразного напряжения поступает последовательность прямоугольных импульсов напряжения U1.(фиг. 2а). С выхода инвертора 6 импульсы напряжения U> подаются на первый вход первого эле-

I мента 7 совпадения. Выходное напряжение 00 генератора 4 пилообразного напряжения поступает на первьпl вход широтно-импульсного модулятора 3, на второй вход которого подается выходное напряжение устройства U g1,1 (фиг. 2в) . Импульсы выходного напряжения широтно-импульсного модулятора 3, длительность которых обратно пропорциональна изменению выходного напряжения устройства (фиг. 2r), поступают на второй и третий входы соответственно второго 8 и первого 7 элемента совпадения. При этом на выходе второго элемента 8 совпадения формируется последовательность импульсов напряжения 102(фиг. 2д), длительность которых определяется длительностью импульса выходного напряжения 0ш „ широтно-импульсного модулятора 3, задние фронты совпадают с задними фронтами импульсов напряжения 0 задающего генератора 5, а амплитуда равна " 1" (фиг. 2д). С каждым этим импульсом второй транзистор 10 открывается, первый транзистор 9 при этом закрыт, и к первичной обмотке трансформатора 11 прикладывается напряжение, при котором транзистор 12 открывается. На входе фильтра 2 формируются и поступают па второй вход первого элемента совпадения 7 импульсы напряжения 0 В (фиг. 2е), длительность которых больше длительности импульса напряжения J на время рассасыI вания 3ро неосновных носителей базы транзистора 12. С задним фронтом каждого импульса напряжения U< на первом входе первого элемента совпадения на его выходе появляется

"1" (фиг. 2з). При этом второй транзистор 10 закрывается, а первый транзистор 9 открывается, на первичной обмотке управляющего транзисто5 11 ра 11 появляется напряжение, и начинается форсированное запирание транзистора 12 ° Через время, равное с, транзистор 12 запирается, входное напряжение фильтра 2, а следовательно, и выходное напряжение Оса становится равным нулю, и транзистор 9 закрывается. В результате этого на выходе первого элемента 7 совпаденМя формируется последовательность импУльсов напРЯжениЯ0с1, длительность которых равна времени запирания транзистора 12, равного практически времени рассасывания ь ос, неосновных носителей его базы (фиг. 2з). При этом длительность импульса напряжения на выходе.второго элемента 8 совпадения больше, чем длительность импульса на выхо,де первого элемента 7 совпадения.

Поэтому управляющий трансформатор

11 имеет такое намагничивание, при котором в процессе размагничивания на первой-его обмотке формируется напряжение, запирающее силовой транзистор 12.

При работе предлагаемого устройст ва »а холостом ходу параметры импуль сов напряжения на выходе задающего генератора 5 и логического инвертора б аналогичны их параметрам в номинальном режиме работы(фиг.2а, б ),,но выходное напряжение устройства несколько больше (см. фиг. 2в ), вследствие чего длительность импульсов напряжения на выходе широтноимпульсного модулятора 3 и второго элемента совпадения 8 значительно меньше (фиг. 2в,г,д ). Импульсы напряжения на входе фильтра 2, а следовательно, и на входе первого .:лемента совпадения имеют неидеаль ную форму (фиг. 2е } вследствие

21756 Ь разряда через обмотки выходного трансформатора однотактного преобразователя паразитных межвитковых емкостей. Длительность импульсов выходного напряжения первого элемен-та 7 совпадения ограничивается длительностью импульса выходного напряжения 0 щщ широтно-импульсного модулятора 3 (см.фиг. 2з ). В резуль10 тате этого длительности импульсов отпирания транзисторов 9 и 10 равны между собой и время нахождения под напряжением первичных обмоток трансформатора 11 примерно одинаково, что исключает такое намагничивание трансформатора 11. при котором в процессе его размагничивания на первой обмотке появляется отпирающее транзистор 12 напряжение.

20 В предлагаемом устройстве по срав нению с известным при работе его на холостом ходу искажение формы импульс са напряжения на входе фильтра, . обусловленное разрядом межвитковых емкостей выходного трансформатора однотактного преобразователя, не влияет на длительность импульса запирания силового транзистора. Это исключает намагничивание управляющего трансформатора, вызывающее в процессе размагничивания последнего возникновение напряжения на его первой обмотке в паузе сигнала управления, отпирающего транзистор

33 однотактного преобразователя напряжения. В результате этого не происходит подмагничивания выходно-, го трансформатора усилителя мощнос. ти и увеличения до недопустимых значений токов, протекающих через трансформатор однотактного преобразователя, что обеспечивает надежную работу устройства на холостом ходу.

1121756

1121756

Составитель В. Ежов

Техред Т.Фанта

Корректор М. Розман

Редактор Л. Веселовская

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7994/42 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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