Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к стабилизированным источникам.питания. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и повьшение надежности . Цель достигается.тем, что широтно импульсная модуляция сигнала 1 Г управления двухтактным ключевым усилителем 3 осуществляется в зависимости от напряжения релейного узла 7, имеющего гистерезис релейной ха- .рактеристики 2 uU. При превьшении выходным напряжением порога ди узел 7 включается, при уменьшении его ниже uU узел 7 выключается. Среднее знамение напряжения на входе трансформатора 4 ограничено величиной ± ли, которая может выбрана достаточномалой, поэтому насьпцение трансформатора исключается при любых модулирующих сигналах. Кроме того, дифференцирующий узел 6 обеспечивает переключение узла 7 для поочередной передачи импульсов через узлы 2 и 10 совпадения. Это необходимо при малых длительностях импульсов с широтно-импульсного модулятора . 2 ил. с (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А) (!9) (!!) (5!) 4 Н 02 M 3/335

)КР»-::- ""

13 „ „13

БМЯЛЩ 1 Е1 )(,!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 381 6648/24-07 (22) 27.11.84 (46) 30.06.86. Бюл. 11» 24 (72) А.А.Алексанян, В.А.Александров, В.А.Галахов и В.А.Майоров (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(» 655044, кл. Н 02 M 3/335, 1979.

Патент США 1(4158881, кл. Н 02 М 3/335, 1979.

Патент США 1(4133025; кл, Н 02 М 3/335, 1979. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к стабилизированным источникам;питания. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и повышение надежности. Цель достигается.тем, что широтно-импульсная модуляция сигнала управления двухтактным ключевым усилителем 3 осуществляется в зависимости от напряжения релейного узла

7 имеющего гистерезис релейной ха1 рактеристики 2 pU. При превышении выходным напряжением порога !!U узел

7 включается, при уменьшении его ниже (1 U узел 7 выключается. Среднее значение напряжения на входе трансформатора 4 ограничено величиной

+ й11, которая может быть выбрана достаточно: малой, позтому насыщение трансформатора исключается при любых модулирующих сигналах. Кроме того, дифференцирующий узел 6 обеспечивает переключение узла 7 для поочередной передачи импульсов через узлы 2 и 1О совпадения. Это необхо- димо при малых длительностях импульсов с широтно-импульсного модулятора. 2 ил.

12413

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных конверторах, вторичных источниках питания, ключевых, усилителях сигналов низкой частоты и т.п.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена структурная 10 схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его-работу.

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) содер- 15 жит широтно-импульсный модулятор 1, первый узел 2 совпадения, двухтактный ключевой усилитель 3, выходной трансформатор 4, счетный триггер 5, дифференцирующий узел 6, релейный узел 10

7, сумматор 8, интегратор 9, второй узел 10 совпадения.

На диаграмме 2.1 (фиг.2) приведены модулирующие 61 и опорное И< напряжения, на диаграмме 2,2 — выход- 25 ной сигнал ШИМ; на диаграмме 2.3— напряжение на выходе дифференцирующего узла 6; на диаграмме 2.4 — напряжение на выходе двухтактного,ключевого усилителя 3; на диаграмме 30

2.5 — напряжение на выходе интегратора 9 (пунктиром показаны пороги переключения релейного узла 7); на диаграмме 2.6 — напряжение на выходе релейного узла 7. 35

Широтно-импульсный модулятор 1, может, в частности, содержать последовательно соединенные генератор напряжения типа меандр, интегратор, компаратор, на второй вход которого подается модулирующий сигнал, выход компаратора является выходом широтноимпульсного модулятора, а выход генератора напряжения типа меандр может быть выходом синхронизации ШИМ.

Узлы 2 и 10 совпадения могут быть построены на основе схем И, причем в узле 2 совпадения у элемента И один .вход должен быть инверсным. Двухтактный ключевой усилитель 3 может быть 50 со средней точкой трансформатора, мостовой или полумостовой. Интегратор 9 имеет два входа — прямой и инверсный — и может. быть выполнен на базе операционного усилителя, причем его входы могут быть соединены как с ,первичной обмоткой трансформатора 4, так и с его дополнительной обмоткой.

72 2

Сумматор 3 может быть резистивным.

Релейный узел 7 может быть выполнен либо на основе триггера Шмитта, либо на основе операционного усилителя (например, компаратора) с положительной обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал (фиг.2,2) с выхода ШИМ поступает на один из входов двухтактного ключеного .усилителя 3 в зависимости от выходного напряжения релейного узла 7, имеющего гистерезис релейной характеристики 2 4U (см. фиг.2.5). При превышении выходным напряжением (фиг.2.5) порога 4U релейный узел 7 включается, а при его уменьшении ниже дП релейный узел 7 выключается. Благодаря этому среднее значение напряжения на входе трансформатора 4 ограничено величиной + 4U, которая может быть выбрана достаточно малой, следовательно, на входе трансформатора 4 постоянная составляющая напряжения практически отсут-. ствует и его насыщение исключается при любых модулирующих сигналах Б

Кроме того, сигнал (фиг.2.3) с выхода дифференцирующего узла 6 (его. амплитуда должна быть больше 2 д U) обеспечивает переключение релейного узла 7 для поочередной передачи импульсон через узлы 2 и 1О совпадения, что может быть целесообразно при малых длительностях ьыпульсов с ШИМ, когда среднее значение напряжения одного иэ импульсов на превышает порогов д U. Это тактиронание исключает излишние переключения релейного узла 7.и, следовательно, двухтактного ключеного усилителя. 3 на время усиления импульса (т.е. исключают ненужное дробление коротких импульсон с ШИМ) .

Таким образом, стабилизированный преобразователь постоянного напряжения характеризуется по сраннению с известным большим динамическим диапазоном регулирования напряжения (более.чем н 2 раза), большой надежностью (н отличие от известного устройства, н предлагаемом насыщение выходного трансформатора устранено при любых длительностях импульсов с

ШИМ), меньшими искажениями при изменяющихся модулирующих сигналах (до

3 — 5 раз в зависимости от частоты модулирующего сигнала) при неэначи1241 тельном повышении стоимости, так как все введенные узлы являются маломощными и могут быть выполнены на серийно выпускаемых промыгленностью микроэлектронных элементах.

Составитель Е.Финогенов.

Редактор И.Рыбченко Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Заказ 3608/51 Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий .интегратор, широтно-импульсный мо- 10 дулятор, выход которого через первый узел совпадения соединен с первым входом двухтактного ключевого усилителя, выходы которого соединены с первичной обмоткой выходного транс- 15 форматора, о тл ич ающ.ий с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и повышения надеж372 4 . ности, в него введены второй узел совпадения, счетный триггер, вход которого соединен с выходом синхронизации широтно-импульсного модулятора, дифференцирующий узел, сумматор и релейный узел, выход которого соединен с вторыми входами узлов сопадения, первые входы которых соединены с выходом широтно-импульсного модулятора, выход вторбго узла совпадения соединен с вторым входом двухтактного ключевого . усилителя, выходы которого. соединены с входами интегратора, выход интеграто ра соединен с первым входом сумматора,второй вход которого через диффе1 ренцирующий узел соединен с выходом счетного триггера, а выход сумматора — с входом релейного узла.