Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к вторичным источникам питания. Цель изобретения уменьшение массы и габаритов и повышение надежности. Устройство содержит усилитель мощности (УМ) I, трансформатор 2, дроссель 3, выпрямитель 5, конденсатор 6, узел 7 управления, выполненный в виде схеьв. сравнения (СС) 9 и широтно-импульсного модулятора (ПГИМ) 8. Выполнение П1ИМ 8 в ви .де генератора импульсов с управляемой скважностью и подключение прямого и инверсного выходов его к соответствующим ключевым элементам УМ 1 обеспечивает упрощение алгоритма их переключения. При уменьшении выходного напряжения увеличивается сигнал ошибки с выхода СС 9 на управляемый вход генератора с управляемой скважностью. Изменением скважности поддерживается стабилизированное выа в ходное напряжение. Повышение надежkn ности достигается за счет совмещения функций трансформатора - функции передачи энергии и функции подключения дросселя к источнику входного напряжения. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. о to ел 05 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) Н 02 М 3/337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21 387!327/24-07 (22) 22.03.85 (46) 07.12.86. Бюл. N 45 (72) В.И, Хандогин, А.И. Иванов-Циганов, И.Е. Никитин и В.Г, Костиков (53) 621.314.58 (088.8) (56) Электронная техника в автоматике/Под ред. 10.И. Конева. — М.: Советское радио, вып. 9, 1977, с ° 92.

Электронная техника в автоматике./Под ред. !0.И. Конева. — M. Советское радио, вып. 9, 1977, с. 88. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам питания. Цель изобретения— уменьшение массы и габаритов и повышение надежности. Устройство содержит усилитель мощности (УМ) 1, трансформатор 2, дроссель 3, выпрямитель

ÄÄSUÄÄ i! 275694 А 1

5, конденсатор 6, узел 7 управления, выполненный в виде схемы сравнения (СС) 9 и широтно-импульсного модулятора (11!ИМ) 8. Выполнение !!!ИМ 8 в ви.де генератора импульсов с управляемой скважностью и подключение прямого и инверсного выходов его к соответствующим ключевым элементам УМ обеспечивает упрощение алгоритма их переключения. При уменьшении выходного напряжения увеличивается сигнал ошибки с выхода CC 9 на управляемый вход генератора с управляемой скважностью. Изменением скважности поддерживается стабилизированное выходное напряжение. Повышение надежности достигается за счет совмещения функций трансформатора — функции передачи энергии и функции подключения дросселя к источнику входного напряжения. i з,п. ф-лы. 2 ип.

1 1275

Изобретение относится к электротехнике,, в частности к преобразователям постоянного напряжения, и может быть использовано во вторичных источниках питания предназначенчых

) 5 для обеспечения стабильным напряжением различных функциональных узлов и устройств радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является уменьшение массы и габаритов и повышение надежностч путем упрощения алгоритма переключения ключевых элементов усилителя мощности.

На фиг. 1 показан стабилизированный преобразователь постоянного напряжения; на фиг. 2 — эпюры,, поясняющие работу устройства.

Предлагаемое устройство состоит из дзухтактного усилителя 1 мощнос- щ ти, выпрямленного на трансформаторе

2 со средней точкой, подключенной через дрсссель 3 к одной из шин источника постоянного напряжения, к вторичной обмотке 4 трансформатора 2 р5 подключены выпрямитель 5 и конденсатор б, Между управляющими входами ключевых элементов усилителя 1 мощности и выходам устройства включен узел 7 управления, состоящий, например из генератора 8 с управляемой скзажностью и схемы 9 сравнения.

В ряде случаев для упрощения устройства генератор с управляемой скважностью выполняется по схеме управляемого мультивибратора, к управляющему входу которого подключен стабилитрон.

Устройство pàáîòàåò следующим образом, Для простоты объяснения примем, что рабочая индукция з средечнике трансформатора при симметричном управляющем напряжении близка к В

В з д5

При подаче на вход постоянного напряжечия транзисторы усилителя мощности коммутируются прямоугольным напряжением, поступающим с выхода узла 7 управления. В этом режиме управляющие импульсы с узла 7 управления сим- о метричны и транзисторы усилителя мощности находятся в режиме насыщения и отсечки одинаковое время, а напряжение, прикладываемое к обмотке трансформатора 2, разно входному и трансформируется в обмотку 4. Зто напряжение через выпрямитель 5 прикладывается к конденсатору б и посб94 2 тупает на выход устройства и на вход

У-У узла 7 управления.

В состав узла 7 управления входит схема 9 сравнения, сравнивающая опорное напряжение с выходным, и генератор 8 с управляемой скважностью, на управляющий вход которого поступает разница между выходным и опорным напряжением (сигнал ошибки). С выхода А — А узла 7 управления поступают

I напряжения11 А-Л на транзисторы усилителя 1 мощности (фиг. 2а). Индукция

В в сердечнике трансформатора 2 изменяется по.линейному закону от -Вв до +Вэ(согласно принятым предпосылкам), ее изменение показано на фиг. 2b . При уменьшении выходного напряжения (например, при увеличении тока или при уменьшении входного напряжения) увеличивается сигнал ошибки с выхода схемы 9 сравнения узла

7 управления на управляемый вход генератора 8 с управляемой скважностью который изменяет свою скважность (причем изменению скважности соответствует перемещение точки Ь относительно значения Т/2 временной оси к

0 или Т, фиг. 2а)..

Допустим„ что изменение скважности привело к перемещению точки Ь относительно значения Т/2 временной оси в сторону к 0 значению времени, тогда открытому состоянию одного из транзисторов усилителя 1 мощности будет соответствовать интервал 8 а закрытому 8 + II (фиг. 25). В течение открытого состояния 9 через транзистор усилителя 1 мощности протекает ток, перемагничивающий сердечник трансформатора 2 от -В, до +В

5 Я У при смене полярности управляющего напряжения А-А за время 9 сердечI ник трансформатора 2 перемагничивается от +Вз до -Б, a затем начинается процесс накопления энергии в дросселе 3 за счет малого внутреннего сопротивления насыщенного состояния трансформатора 2. Интервал насыщенного состояния трансформатора 2 определяется величиной . Далее процесс повторяется. Причем в интервалы 6 к обмотке трансформатора прикладывается напряжение U „ +U>>, которое определяется следующим выражением: гдк К = — скзажность работы насы Я

Т щающегося трансформатора.

)27

Изменением скважности 6 поддерживается стабилизированное выходное напряжение. Эпюры напряжений Б и токов .I „ для этого режима прйведеI ны на фиг. 2 5-е. Равенство интервалов 9 для отрицательной и положительной полуволны напряжения на трансформаторе 2 (фиг. 2 е ) определяется равенством вольтсекундных интегралов для этих интервалов (трансфор- 10 матор не передает постоянной составляющей напряжения). Для более реэкого выражения насыщения целесообразно использовать ферриты НМ2000, НИ600 0, и ермаллой 3 4НКМП, 7 9НМ . 15

Для получения высоковольтного стабилизированного напряжения выпрямиФ тель 5 и конденсатор 6 могут быть выполнены в виде симметричных схем умножения — конденсаторно-вентиль- 20 ных схем выпрямления, что позволяет наиболее простыми средствами получить высокое стабилизированное напряжение при непрерывном входном токе (что невозможно достичь при про- 25 ектировании однотактных преобразователей с прямым или обратным диодом) .

Использование изобретения позволяет уменьшить массу и габариты уст- 1О ройства и повысить его надежность путем упрощения алгоритма управления силовыми элементами усилителя мощности и, следовательно, упрощения схемы управления за счет совмещения функ5694 4 ций трансформатора — функции передачи энергии и функции годключения дросселя к источнику входного напряжения.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный трансформаторный усилитель мощности на ключевых элементах с дросселем в цепи питания и конденсатором, подключенным через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора, и узел управления усилителем мощности, включающий в себя схему сравнения выходного напряжения преобразователя с опорным и широтноимпульсный модулятор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и повышение надежности путем упрощения алгоритма переключения ключевых элементов усилителя мощности, широтно-импульсньй модулятор выполнен в виде генератора импульсов с управляемой скважностью, прямой и инверсный выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам ключевых элементов усилителя мощности.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что генератор импульсов с управляемой скважностью выполнен в виде управляемого мультивибратора.

1275694

Составитель Войтовиг

Техред В. Кадар

Корректор Г. Решетник

Редактор А. Шандор

Заказ 6577!53

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5

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