Стабилизирующий однотактный преобразователь

 

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОДНОТАКТИЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий задающий генератор, трансформатор, первичная обмотка которого через регулирующий ключ подключена к входным вьшодам для подключения источника входного напряжения, вторичные обмотки через вьтрямитель и ЬС-фильтр соединены с выходными выводами, усилитель обратной связи с источником опорного напряжения , компаратор, к выходу которого подключен вход согласующей .цепи , генератор пилообразного напряжения , СОСТОЯРЦ1Й из токозадающего элемента и хронирующего конденсатора, шунтированного последовательной цепью из двух встречно включенных диодов , общая точка соединения которых подключена через .резистор к входу вьшрямителя, а также цепь из последовательно соединенных конденсатора и блокирующего диода, шунтированного вспомогательным ключом, подключенная параллельно одной из обмоток трансформатора , отличающийся тем, что, с целью упрощения преобрас S зователя, управляющий вход регулирующего ключа подключен к выходу введен (Л ного логического элемента HTOi-HE, соответствующие входы которого связаны с выходами задающего генератора и согласующей цепи, компаратор выполнен в виде регенеративной схемы, вход запуска которой соединен через введенную дифференцирующую цепь с выходом задающего генератора, а управляющий вход вспомогательного ключа эо подключен к выходу регулирующего СП ключа. ел САд ЭО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (I1) (51)4 Н 02 M 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3686084/24-07 (.22) 04. 01. 84 (46) 15. 10.85. Бюл. К - 38 (72) А. Г. Поликарпов, Е.Ф. Сергиенко и В.M. Титкин (71) Московский ордена Ленина и ор- дена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.314.58(088.8) (56) Электронная техника в автоматике. Под ред. ЮЛ. Конева, вып.9, М.: Советское радио, 1977, с. 151.

Авторское свидетельство СССР

Р 989552, кл. Н 02 М 3/335, 1981. (54) (57) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОДНОТАКТНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий задающий генератор, трансформатор, первичная обмотка которого через регулирующий ключ подключена к входным выводам для подключения источника входного напряжения, вторичные обмотки через выпрямитель и ЬС-фильтр соединены с выходными выводами, усилитель обратной связи с источником опорного напряжения, компаратор, к выходу которого подключен вход согласующей .цепи, генератор пилообразного напряжения, состоящий из токозадающего элемента и хронирующего конденсатора, шунтированного последовательной цепью из двух встречно включенных диодов, общая точка соединения которых подключена через .резистор к входу выпрямителя, а также цепь из последовательно соединенных конденсатора и блокирующего диода, шунтированного вспомогательным ключом, подключенная параллельно одной из обмоток трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, управляющий вход регулирующего ключа подключен к выходу. введенного логического элемента ИЛИ-НЕ, соответствующие входы которого связаны с выходами задающего генератора и согласующей цепи, компаратор выполнен в виде регенеративной схемы, вход запуска которой соединен через введенную дифференцирующую цепь с выходом задающего генератора, а управляющий вход вспомогательного ключа подключен к выходу регулирующего ключа.! 1185538 2

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям напряжения, позволяющим получить в нагрузке постоянное стабили-. зированное напряжение, гальванически отделенное трансформатором от цепи источников входного напряжения.

Цель изобретения — упрощение схемы преобразователя.

На фиг. 1 изображена схема предлаО гаемого устройства; на фиг. 2 — диа. грамма, поясняющая работу устройства.

На схеме начало первичной обмотки

1 трансформатора 2 соединено с одним иэ входных выводов 3 источника вход15 ного напряжения, а конец обмотки 1 через регулирующий ключ 4 подключен к второму входному выводу 5. Конец вторичной обмотки 6 и начало вторичной обмотки 7 трансформатора 2 объе- 20 динены. С началом обмотки 6 и концом обмотки 7 связаны аноды выпрямительных диодов 8 и 9, катоды которых соединены с одним иэ выводов дросселя

15 фильтра 10. Второй вывод дросселя фильтра 10 через параллельно соеди— ненные конденсатор фильтра 11 и выходные выводы для подключения нагрузки

12 подключен к общей точке соединения обмоток 6 и 7. Конец дополнительной обмотки 13 трансформатора 2 через конденсатор 14 соединен с выходным вы= водом 5, а начало обмотки 13 связано с катодом блокирующего диода 15, анод которого подключен к выводу 5. Парал-l5 лельно диоду 5 включен вспомогательный ключ 16, управляющий вход которого связан с общей точкой соединения регулирующего ключа 4 и обмотки 1 .трансформатора 2. Выход задающего Ю генератора 17 соединен с одним иэ входов логической схемы ИЛИ-НЕ 18, выход которой связан с управляющим входом регулирующего ключа 4.

Второй вход схемы ИЛИ-НЕ 18 через I5 согласующую цепь 19 соединен с выходом компаратора 20. К первому входу компаратора 20 подключен .выход усилителя обратной связи 21, входы которого через источник опорного напря- 50 жения 22 подключены параллельно нагрузке. Между вторым входом компаратора 20 и общей точкой соединения обмоток 6 и 7 включен хронирующий конденсатор 23, связанный через ре- 55 зистор 24 с катодами выпрямительных диодов 8 и 9. Параллельно конденса тору 23 включены последовательно встречно соед1сссенные диоды ?5 и 26, причем катоды их объединены и через . резистор 27 подключены к аноду диода

8, Между входом запуска компаратора

20 и выходом задающего генератора

17 включена дифференцирующая цепь 28.

На диаграмме (фиг. 2).изображены уровни выходных сигналов задающего генератора 17, согласующей цепи 19 и логической схемы ИЛИ-НЕ 18. На выходе задающего генератора 17 -формируется последовательность прямоугольных импульсов, следующих с периодом Т, причем в промежутке времени Т1 уровень сигнала соответствует логическому нулю, а на участке Т2 — логической единице. Если компаратор

20 находится в таком состоянии, что уровень выходного сигнала согласующей цепи 19 соответствует логической единице, то на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 18 устанавливается уровень логического нуля и регулирующий ключ находится в выключенном состоянии.

На диаграммах фиг, 2 этому состоянию соответствует промежуток времени (1-I|)T где — относительная длительность проводящего состояния регулирующего ключа 4. Полярность напряжений на обмотках трансформатора 2 при этом такова, что выпрямительные диоды 8 и 9 находятся соответственно под обратным и прямым смещением, и в нагрузку 12 через LC-фильтр 10 и

11 передается энергия, накопленная в . магнитном поле сердечннка трансформатора. Средние токи обмотки 7 трансформатора 2 и дросселя 10 равны между собой. По обмотке 13 на этом этапе протекает ток, представляющий собой разность пульсаций тока намагничивания трансформатора 2 и пульсаций тока дросселя 10, приведенных к указанной обмотке. Этот ток в первую половину промежутка времени (1-g)T имеет одно направление и замыкается через диод 15. Во вторую половину промежутка (1-f)T разностный ток пульсаций замыкается через вспомогательный ключ 16. Поскольку управляющий вход ключа 16 подключен к выходу регулирующего ключа 4, находящегося здесь в непроводящем состоянии, то выходной уровень выходного напряжения ключа 4 обеспечивает включение вспомогательного ключа 16.

Сопротивление резистора 27 должно быть рассчитано так, чтобы ток, 1185538

15 протекающий по нему в промежутке времени (1- )Т, превышал ток резистора 24. I1 этом случае диоды 25 и

26 открыты и напряжение на хронирующем конденсаторе 23 фиксируется на 5 нулевом уровне.

Отрицательный перепад, возникающий на выходе задающего генератора

17, через дифференцирующую цепь 28 воздействует на вход запуска компаратора 20, переводя его в состояние, при котором уровень сигнала на выходе согласующей цепи 19 соответствует логическому нулю.

При этом на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 18 появляется сигнал, соответствующий логической единице, переводящий регулирующий ключ 4 в проводящее состояние, что в свою очередь, обусловливает выключение ., 20 вспомогательного ключа 16. Полярность напряжений на обмотках трансформатора 2 изменяется на противоположную, что приводит к запиранию диодов 9, 15, 25 и 26 и отпиранию диода 8. На этом этапе работы (Т) через трансформатор 2 и LC-фильтр 10 и 11 осуществляется передача энергии от источника входного напряжения в нагрузку

12 и происходит заряд хронирующего р конденсатора 23 через резистор 24.

Когда напряжение на конденсаторе 23 станет равным выходному напряжению усилителя обратной связи 21, компаратор переходит в состояние, при котором сигнал на выходе согласующей цепи 19 соответствует логической единице. Поэтому на выходе логической, схемы ИЛИ-НЕ 18 устанавливается уровень, соответствующий логическому 4р нулю, что приводит к выключению регулирующего ключа 4. Далее процессы повторяются.

При изменениях входного и выходного напряжений преобраэова еля изменяются скорость заряда хронирующего конденсатора 23 через резистор

24 и напряжение на выходе усилителя обратной связи 21, что приводит к стабилизации выходного напряжения преобразователя.

При первоначальном включении преобразователя выходное напряжение преобразователя равно нулю, а цепь обратной связи действует таким образом, что стремится увеличить длительность проводящего состояния регулирующего ключа 4, что может вызвать перегрузку последнего. В преобразователе (фиг. 1) максимальная длительность включенного состояния регулирующего ключа 4 ограничена промежутком времени Т1„ формируемым задающим генератором. Это время должно быть рассчитано так, чтобы оно незначительно превышало величину f макс Т, где смаке максимальная относительная длительность проводящего состояния регулирующего ключа 4 в установившемся режиме стабилизации выходного напряжения при воздействии различных дестабилизирующих факторов.

Данное техническое решение позволяет упростить стабилизирующий преобразователь, исключив из него относительно сложные схемы управляемого по двум входам ждущего мультивибратора, сохранив защиту от перегрузок регулирующего ключа при первоначальных включениях.

1185538

Фиг 1

ВНИИПИ Заказ 6433/55 Тираж 645 Подписное

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