Стабилизированный преобразователь напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности для электропи тания различных радиоэлектронных устройств . Цель изобретения - повышение технологичности и уменьшение пульса ций выходного напряжения. Благодаря наличию второго делителя 10 и третьего делителя 23 частоты, а также формирователя 11 длительности паузы обеспечивается одинаковое время открытого и закрытого состояний транзисторов двухтактного усилителя мощности 5. Это исключает подмагничивание выходного трансформатора 6. Пулйсации и динамические потери уменьшаются . Несмотря на изменение частоты задающего генератора 10 длительность формируемых импульсов сохраняется равной Т/2, так как разрядность делителей 10 и 23 отличается на единицу. Поэтому исключена необходимость технологической подстройки длительности импульсов одновибратора 20. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (О to 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,1 ( щ Бяка@(ЖА

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ эМ

Ю

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3850868/24-07 (22) 04.02.85 (46) 30. 07. 86. Бюл. У 28 ° (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) А.Ф.Кадацкий и В .Ф.Яковлев (53) 621.316.729. 1(088.8) (56) Ромаш Э.М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1975, с. 125-128.

Электронная техника в автоматике/Под ред. Ю.И.Конева. М.: Сов.радио, 1973, вып. 4, с. 28-34.

Авторское свидетельство СССР

Ф 479101, кл. С 05 Р 1/64, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1095160, кл. G 05 Р 1/64, 1982. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВА

ТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электро- технике, в частности для электропи„„SU„„1248008 А1 (Ю 4 Н 02 И 3/335; Q 05 F 1 46, тания различных радиоэлектронных устройств. Цель изобретения — повышение технологичности и уменьшение пульса- . ций выходного напряжения. Благодаря наличию второго делителя 10 и третьего делителя.23 частоты, а также формирователя 11 длительности паузы обеспечивается одинаковое время открытого и закрытого состояний транзисторов двухтактного усилителя мощности 5. Это исключает подмагничива ние выходного трансформатора 6. ПулЮсации и динамические потери уменьша- ются. Несмотря на изменение частоты . задающего генератора 10 длительноств формируемых импульсов .сохраняется равной Т/2, так как разрядность дели« телей 10 и 23 отличается на единицу.

Поэтому исключена необходимость технологической подстройки длительности импульсов одновибратора 20. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 1248008 2

Изобретение относится к электро- напряжения формирователя 19 и сигна.технике и может быть использовано, ла рассогласования на выходе усилидля электропитания различных уст- теля 16 отрицательной обратной связи ройств .вычислительной техники, авто- (фиг.2, g). Прохождение полезного сиг матики и средств связи.

5 нала управления (высокого уровня

Целью изобретения является повы- напряжения, фиг.2p) на выход первого шение технологичности и уменьшение селектора 14 возможно при одновременной пульсаций выходного напряжения при наличии высоких уровней напряжений воздействии различных дестабилиэиру- íà его входах: на и рвом — выходног ющих факторов. " сигнала (фиг.2,L) делителя частоты

На фиг.1 представлена функциональ- на два (например, триггера) и на втоная схема стабилизированйого преоб- .Ром — выходного сигнала (фиг.2,K) разователя напряжения постоянного формирователя 11. Наличие в выходной тока на фиг.2 — временные диаграм- сигнале формирователя 11 низкого ю

Л. мы, поясняющие его работу. уровня напряжения длительнОстью

Стабилизированный преобразователь (фиг.2,Б) исключает одновременное напряжения постоянного тока содержит открытое состояние силовых .Трайзистосиловой канал 1 преобразования элек-. Ров усилителя 5 мощности (с учетом ! трйческой энергии и блок 2 управле- рассасывания неосновных носителей в . ния. Силовой канал преобразования 2 областях их баз) при высоком уровне электрической энергии выполнен из . выходного напряжения на выходе модувходного (сетевого) выпрямителя 3, лятора 17. Период следования выходно" входного фильтра 4, двухтактного го сигнала делителя 18 частоты равен усилителя 5 мощности, выходного тран- Т (фиг.2,Ь). Причем в течение интерсформатора 6, выпрямителя 7 и филь- д5 вала времени T/2 выходной сигнал име-, тра 8. Блок управления содержит зада- ет низкий уровень, запрещающий проющий генератор — генератор 9 синхро- хождение модулированного сигнала импульсов, второй делитель 10 часто- (фиг.2,e). Поэтому в каждом из периоты, формирователь 11 длительности дов на выход селектора 14 проходит паузы первый 12 и второй 13 соглаЭ 30 один (фиг.2,к) из двух положительных сующие узлы, первый 14 и второй 15 импульсов, поступающих на его тРетий селекторы, усилитель 16 отрицательной вход с выхода модулятора 17 (фиг.2, обратной связи, широтно-импульсный е). ПРичем этот импУльс имеет Длимодулятор 17, делитель 18 частоты тельности t„„, t tù,..., меньшие на два, формирователь 19 пилообраз- длительности соответствУющего.сигнаного напряжения и одновибратор 20. З5 ла модулятора 17 (Фиг.2,е) на велил

0дновибратор состоит из формировате- чинУ длительности „ запрещающего ля 21 строб-импульсов, инвертора 22 . сигнала фоРмиРователЯ 11 (фиг.2,8). и третьего делителя 23 частоты. На фронт 1/О выходного сигнала

Стабилизированный преобразователь селектоРа 14 (фиг.2,к) фоРмиРователь напр .ения постоянного тока работает 21 строб- пульсов Одновибратора 20

40 следующим образом. обеспечивает строб-импульсы: (фиг. 2, ф, С выхода генератора 9 синхроим- моменты времени t<, t,,t, ...), пульсов сигнал с периодом т поступа- которые сбрасывают (устанавливают в .ги

11 tl ет на вход делителей 10 и 23 частоты. 0 . фиг.2.и) делитель 23 .частоты

Выходное напряжение делителя 10 час- одновибратора 20 воздеиствием на тоты с периодом T/2 (фиг.2,a) исполь- вход К. Независимо от уровня его выэуется для синхронизации формирова- ходного сигнала в моменты сброса теля 11 длительности паузы, который (высокого — в моменты времени t, t на фронт О/1 указанного сигнала . низкого — в моменты времени (фиг.2,a) формирует импульс (фиг.2, фиг.2,и) через интервал времени Т/2

В) длительностью i . Выходной сигнал на его выходе появляется высокий формирователя 11 используется для уровень напряжения (t + Т/2 t + Т/2

4 2 синхронизации формирователя 19 пило- ... фиг.2,и). Данный сигнал после образного напряжения (фиг.2,q) и де- преобразования (по фазе, фиг.2,К) лителя 18 частоты на два (фиг.2,L» L), 55 инвертором 22 поступает на первый

Выходное напряжение широтно-импульс- вход селектора 15 и является для не-, ного модулятора 17 (фиг.2,е) являет- ro управляющим (аналогично, как для. ся функцией выходного пилообразного селектора 14 сигнал модулятора 17, 1248

45 т

n =f 1оя — — 1+ 1.

Тгц"

При этом разрядности W делителя ,10 частоты всегда на единицу меньше:

W=n-1. 50

Выходные сигналы селекторов 14 и

15 (эпюры я.,е, фиг.2) используются (через согласующие элементы 12 и 13) для управления и регулирования преобразуемой силовым каналом 1 электри 5 ческой энергии первичной сети.

Входные (сетевые) выпрямители 3 и ,фильтр преобразуют первичную энергию ких потерь. з фиг.2,e). Его прохождение на вход селектора 15 возможно при одновремент ном присутствии высоких уровней напряжения на двух других входах: на

:;входе 2 — сигнала с выхода формирова" теля 11 (фиг.2,K); на входе 3 — сигнала с выхода делителя 18 частоты на два (фиг.2,Z). В результате на выходе селектора 15 формируется сигнал (фиг.2, ю), длительность которого 0 равна. длительности выходного сигнала селектора 14 в предыдущем полупериоде (фиг.2,w), смещенном относительно него на интервал времени Т/2.

Передний фронт выходного сигнала 15 селектора 15 смещен всегда на интервал времени Т/2 относительно переднего фронта сигнала селектора 14, поскольку они совпадают по времени с задним фронтом выходного сигнала 20 формирователя 11 (моменты времени фиг.2,8). Точность

21 воспроизведения заднего фронта выходного сигнала селектора 14 зависит от длительности выходных сигналов: 25 периода Т генератора 9 синхроимпульги л сов и строб-импульса с формирователя 21 одновибратора 20. При заданных

Т и требуемой точности К (Ж) воспроизведения заднего фронта выходного gp сигнала селектора 14, пренебрегая временем удержания делителя 23 частоты в состоянии "0" сигналом с йыхода формирователя 21; так как сс Т, период Т ц выходного сигнала генератора синхроимпульсов выбирают из ус-. ловия

Т . (0,01 КТ. (1)

ГИ

Делители 10 и 23 частоты наиболее про 0 сто реализуются на основе двоичных счетчиков. В этом случае разрядность и делителя 23 частоты определяется в виде

008 4 переменного напряжения (тока) в пос-.: тоянную. В случае преобразования энергии первичного источника постоянного напряжения (тока) блоки 3 и 4 отсутствуют. Преобразование полученной энергии постоянного напряжения (тока) в переменную осуществляется инвертором на основе двухтактного усилителя 5 и трансформатора 6. Преобразование электрической энергии инвертора переменного напряжения

1 (тока) более повышенной частоты, чеМ частота первичной сети, осуществляется выходными выпрямителем 7 и филь" трои 8.

Усилитель мощности инвертора работает в двухтактном режиме и является регулирующим органом силового канала 1. Уровень преобразуемой мощ- ности в канале 1 является функцией широтно-импульсного сигнала, поступающего через согласующие элементы

12 и 13 с выходов селекторов 14 и 15Воздействие возмущающих факторов (изменение напряжения первичного ис.— точника питания, тока, в цепи нагрузки и т.п.), приводящих к изменениям напряжения на выходе стабилизирован ного преобразователя, вызывает прира- . щения (в противофазе) на выходе уси-. лителя 16 отрицательной обратной связи.и соответствующие им изменения ширины импульсов сигнала управления, поступающего на входы усилителя 5 мощности.

При этом независимо от длительности сигнала на выходе модулятора

17 во втором полупериоде (фиг.2,е ) сигнал управления на выходе селектора 15 (фиг.2,л) воспроизводит выход; ,ной сигнал управления селектора 14 (фиг.2,м).

Идентичность сигнала управления в обоих полупериодах позволяет повысить эффективность процесса преобра-, зования электрической энергии в двухтактных преобразователях электрической энергии, поскольку обеспечивается практически одинаковое время (фиг.2, >) открытого и закрытого состояний транзисторов двухтактного преобразователя в течение одного периода, чем исключается подмагничивание силового трансформатора 6, уменьшение пульсаций выходного напряжения и динамичесИзменение частоты задающего генератора 9 синхроимпульсов приводит к

1248008 изменению периода Т, однако одновибратор 21 сохраняет длительность формируемого импульса, равную Т/2(с учетом изменившейся длительности периода Т), поскольку разрядности делителей 10 и 23 частоты отличаются на единицу. Затем исключается необходимость технологической подстройки длительности одновибратора 20 и достигается некритичность к воздействиям различных дестабилизирующих факторов.

Техническая реализация предлагаемого устройства широким использованием современных цифровых интегральйых схем повышает его технологичность, способствует выполнению блока управления в интегральном исполнении.

Формула изобретения

1. Стабилизированный преобразователь напряжения постоянного тока, содержащий включенные между входными и выходными клеммами сетевой выпрямитель, входной фильтр, двухтактный усилитель мощности с выходным трансформатором, выходной выпрямитель и фильтр, блок управления, выполненный из усилителя отрицательной обратной связи, широтно-импульсного модулятора, двух селекторов, делителя частоты на два, двух согласующих узлов, формирователя пилообразного напряжения, задающего генератора, одновибратора, при этом одновибратор первым входом подключен к выходу первого селектора, а выходом — к первому вхо-, ду второго селектора, делитель час,тоты на два одним из выходов подклю,чен к первому входу первого селекто ра, другим выходом — к третьему входу второго селектора, выходы первого и второго селекторов подключены соот ветственно через первый и второй corjласующие узлы к входам двухтактного

1 усилителя мощности, формирователь пилообразного напряжения выходом под-, 10 ключен к одному из входов широтно- импульсного модулятора,. другой вход

-которого через усилитель отрицательной обратной связи соединен с выход-. ными выводами, а. выход — с третьим

15 входом первбго селектора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения технологичности и уменьшения пульсации выходного напряжения, в него введены второй делитель час20 тоты и формирователь длительности паузы, при этом выход задающего генератора через второй делитель частоты и формирователь длительности паузы соединен с вторыми входами первого и второго селекторов и входами дели- теля частоты на два и формирователя пилообразного напряжения.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в одно вибратор введены третий делитель частоты, инвертор и формирователь стробимпульсов, при этом третий делитель .частоты счетным входом соединен с

35 вторым входом одновибратора и выходом задающего .генератора, входом ус" тановки в "0" — с выходом формирователя строб-импульсов, а выходом— через инвертор — с первым входом второго селектора.

1248008. ф

Qua.8

РедакТор А.Лежнина

Заказ 4138/56 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

u) к)

e) Составитель Е.Финогенов

Техред Л.Сердюкова Корректор H.Ìóñêà