Ключевой стабилизатор постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3656118/24-07 (22) 27.10.83 (46) 23.01.86. Бюл. Ф 3 (72) И.И.Лебединский и В.И.Кровопусков (53) 621.316.722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

))- . 860243, кл. С 05 F 1/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 717736, кл. G 05 Р 1/56, 1978 ° (54)(57) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий низкочастотный выпрямитель с фильтром, соединенный входом с входными выводами, а выходом — с входом ключевого преобразователя, управляющие входы которого подключены к выходам предварительного усилителя мощности, а выходы — к первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная об-. мотка которого через высокочастотный выпрямитель с фильтром соединена с выходными выводами, к которым входом подключен усилитель рассогласования, выход которого соединен с входом узла формирования дискретных управляющих импульсов, вторым входом подключенного к генератору тактовых импульсов, а выходом — к первым входам элементов И, вторые входы которых подключены к выходам генератора тактовых импульсов, а выходы соединены с входами предварительного усилителя мощности, две линии задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стабилизатора в работе и его удельной выходной мощности, в него введены две обмотки выходного трансформатора, которые через соответствующие линии задержки и введенные элементы НЕ подключены к третьим входам элементов И.

1206758

5 а

ЫЙ

Элементы НЕ 19 и 20 выгоняют логическую операцию инверсии и одновременно операцию форкирования импульсов.

Генератор 12 тактовых импульсов обеспечивает тактирование управляющих импульсов и их поканальное распределение.

Линии 17 и 18 задержки осуществляют задержку запрещающих импульсов с дополнительных обмоток 15 и 16 на время спада коллекторного тока силовых трансформаторов.

Стабилизатор работает следующим образом.

Изобретение относится к. электротехнике, в частности, стабилизаторам постоянного напряжения, и может применяться в системах питания вычислительных и автоматических устройств.

Целью изобретения является повышение надежности работы стабилизатор и его удельной выходной мощности.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема ключевого стабилизатора постоянного напряжения

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения содержит низкочастотный выпрямитель с фильтром 1, соединенн входом с входными выводами 2 стабили затора, а выходом — с ключевым преобразователем 3, управляющие входы которого подключены к выходам предварительного усилителя 4 мощности, а выходы — к первичной обмотке 5 выходного трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого через высокочастотный выпрямитель с фильтром 8 соединена с выходными выводами 9, к которым входом подключен усилитель

10 рассогласования, выходом подключенный к входу узла 11 формирования дискретных управляющих импульсов, другой вход которого соединен с генератором 12 тактовых импульсов, а выход подключен к первым входам элементов И 13 и 14, вторые входы которых соединены с выходами генератора 12 тактовых импульсов, а выходы — с входами предварительного усилителя 4 мощности. Устройство содержит также введенные, в выходной трансформатор 6 обмотки 15 и 16, подключенные через линии 17 и 18 задержки, и введенные элементы

НЕ 19 и 20 — к третьим входам эле,ментов И 13 и 14.

Напряжение сети, поступающее на низкочастотный выпрямитель с фильтром 1, выпрямляет и поступает на ключевой преобразователь 3, который преобразует его в высокочастотные импульсы напряжения. Высокочастотные (силовые) импульсы с ключевого преобразователя 3 через выходной трансформатор 6 (обмотка 7) поступают на высокочастотный выпрямитель с фильтром 8 и преобразуются в постоянное напряжение, поступающее на выход стабилизатора и на вход усилителя 10 рассогласования. Изменения выходного напряжения относительно заданного уровня с выхода стабилизатора поступают на вход усилителя 10 расстогласования, усиливаются и поступают на вход узла 11 формирования дискретных управляющих импульсов, на другой вход которой поступают сигналы от генератора 12 тактовых импульсов. Узел формирования дискретных управляющих импульсов может быть построен как по схеме ШИИ, так и по схеме РИМ. При построении схемы 11 формирования дискретных управляющих импульсов по схеме ШИМ он вырабатывает модулированные по длительности импульсы., а при построении его на схеме РИМ он выдает модулированные по длительности пачки ймпульсов, управ- . ляющие ключевым преобразователем 3, при этом выдача очередного управляющего импульса, на вход ключевого преобразователя 3 задерживается до тех пор, пока на выходе ключевого преобразователя 3 не закончатся все переходные процессы, связанные со спадом коллекторного тока другого плеча. Это достигается тем, что в выходной трансформатор 6 дополнительно введены две обмотки 15 и 16, которые через линии 17 и 18 задержки и элементы

НЕ 19 и 20 запрещают прохождение очередного управляющего импульса с выхода узла 11 формирования дискретных импульсов на вход ключевого преобразователя 3 до тех пор, пока не закончится переходной процесс выключения очередного транзистора ключевого преобразователя 3, связанный с действием предыдущего управляющего импульса. До тех пор, пока силовой транзистор в одном из плеч ключевого преобразователя 3 не начнет закрываться, не изменится направление магнитного потока в

3 1 трансформаторе 6 и, следовательно, на другое плечо не будут поступать управляющие импульсы, так как в это время с выхода обмоток 15 и 16 через линии задержки и элементы НЕ будут поступать запрещающие импульсы.

Такое построение схемы стабилизатора позволяет существенно уменьшить возможность появления токов перекрытия и использовать практически всю длительность рабочего импульса за исключением времени, связанного с задержкой включения элементов, например временем включения силовых транзисторов ключевого преобразователя 3, которым можно пренебречь и которое является полезным, так как вносит дополнительную гарантию того, что переходной процесс, связанный с выключением другого плеча, закончится полностью.

Появление токов перекрытия при таком схемном построении исключается, так как к моменту открытия одного плеча ключевого преобразователя 3 второе должно быть полностью закрыто. Такое построение защищает преобразователь от токов перекрытия если задержка, вносимая силовыми

206758 транзисторами .и элементами управления, не превышает одного-двух периодов работы ключевого преобразователя, что на много превышает время защиты гарантированной паузой. Задержки, длительность которых может существенно превышать время гарантированной паузы, возможны при изменениях температуры и различных .поверхностных эффектах. Одним из таких эффектов является "эффект засыпания", когда задний фронт импульса может затягиваться до нескольких сотен микросекунд.

Данное решение позволяет наиболее полно использовать всю длительность рабочего импульса, так как начало следующего силового импульса может начинаться непосредственно после окончания предыдущего импульса (задержка на время спада незначительна и не превышает 1-2 мкс).

Устранение токов перекрытия способствует повышению надежности работы ключевых транзисторов стабилизатора напряжения, а более полное использование длительности рабочего импульса — увеличению удельной выходной мощности на единицу объема.

1206758

Составитель А. Колоколкин

Редактор В. Иванова Техред А.Бабинец ., Корректор С. Шекмар

Заказ 8711/49 Тираж 837 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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