Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик при повьшении надежности , а также стабилизация частоты переключений. Подключение выхода триггера 6 к вторым входам элементов И 7 и ИЛИ-НЕ 8 обеспечивает регулировку скважности импульсов на выходе вьтрямителя 13 в соответствии с уровнем модулирующего сигнала, подаваемого на интегратор 2. Информация об изменении модулирующего сигнала передается на выход устройства дважды за период переключения двухтактного ключевого усилителя 10. Это улучшает динамические характеристики. Надежность повышается тем, что в усилителе 10 .отсутствуют сквозные токи, так как на время, обратно пропорциональное модулирующему сигналу, оба плеча усилителя 10 выключены. Стабилизация частоты переключений осуществляется узлом 5 задержки, управляемым модулирующим сигналом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с $ (П С CD О ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 М 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3909554/24-07 (22) 10 ° 06.85 (46) 23.12.86. Бюл. № 47 (72) А.Л.Алексанян, В.А.Александров, В.А.Галахов, В.A.Màéîðîâ и В.A.×åðнуха (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 655044, кл. Н 02 М 3/335, 1976.

Патент США № 4.158.881, кл. Н 02 M 3/335, 1979.

Патент CIIIA ¹ 4.133.025, кл. Н 02 M 3/335, 1979. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫ11 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения — улучшение динамических характеристик при повышении надеж„„80„„1279Î27 А1 ности, а также стабилизация частоты переключений. Подключение выхода триггера 6 к вторым входам элементов

И 7 и ИЛИ-НЕ 8 обеспечивает регулировку скважпости импульсов на выходе выпрямителя 13 в соответствии с уровнем модулирующего сигнала, подаваемого на интегратор 2 ° Информация об изменении модулирующего сигнала передается па выход устройства дважды за период переключения двухтактного ключевого усилителя 10. Это улучшает динамические характеристики. Надежность повышается тем, что в усилителе 10.отсутствуют сквозные токи, так как на время, обратно пропорциональное модулирующему сигналу, оба плеча усилителя 10 выключены. Стабилизация частоты переключений осуществляется узлом 5 задержки, управляемым модулирующим сигналом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1279027

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных конверторах, вторичных источниках питания, ключевых усилителях сигналов низкой частоты 5 и т ° ïå

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик при повышении надежности устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения, на фиг.2 — временные диаграьаы, поясняющие его работу.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 интеграторы, первый 3 и второй 4 компараторы. Узел задержки 5, триггер 6, логические элементы И 7, ИЛИ-НЕ 8, ИЛИ 9, двухтактный ключевой усилитель 10, трансформатор 11, узел обратной связи 12 и выпрямиI тель 13.

Интеграторы 1 и 2 имеют два входа — прямой и инверсный и могут быть

25 выполнены на базе операционных усилителей, причем их инверсные входы должны быть соединены с общей шиной.

Узел задержки может быть выполнен, например, на интегрирующих цепочках и логических элементах И-НЕ. В качестве триггера 6 используется Dтриггер с предустановкой. Двухтактный ключевой усилитель 1О может быть выполнен по трансформаторной схеме со средней точкой или по мостовой схеме. Выпрямитель 13 может быть выполнен по мостовой схеме или полумостовой схеме со средней точкой. Узел обратной связи 12 подключается к выходным выводам через резистивный делитель.

Устройство работает следующим образом.

Когда триггер 6 не подключен вы- 4> ходами к вторым входам элементов

И 7 и ИЛИ-НЕ 8 и второй вход элемента И 7 соединен с потенциалом логической 1, второй вход элемента ИЛИНЕ 8 соединен с общей шиной. Пусть на выходе узла задержки присутствует пулевой уровень (фиг.2.3). При этом на выходе элемента И 7 будет логический "0", а на выходе элемента ИЛИНЕ 8 — логическая "1", которая откроет нижнее плечо двухтактного ключевого усилителя 10 (фиг.2.4). Появившийся между выходами двухтактного ключевого усилителя 10 потенциал начинает интегрироваться интегратором

1 (фиг,2,1), компаратор 3 переключается (фиг.2,2), сформированный им фронт импульсов проходит через узел задержки 5 за время t (фиг.2.3) и переключает плечи двухтактного ключевого усилителя 10, при этом разность потенциалов на входе интегратора 1 меняет знак, напряжение на его выходе начинает уменьшаться (фиг.2,1), и, когда оно сравнивается с нулевым уровнем, переключается компаратор 3 (фиг.2.2), на его выходе формируется спад импульса, который, пройдя за время t через узел задержки 5, переключает плечи двухтактного ключевого усилителя 10 и т.д. Интегратор

1 обеспечивает равенство вольтсекундных площадей импульсов на выходе двухтактного ключевого усилителя 10

1 „„ Е,ar. = j Е Йс. к

Х11

При подключенном выходе триггера

6 к вторым входам элементов И 7 и

ИЛИ-HE 8 обеспечивается возможность регулировки скважности импульсов на выходе выпрямителя 13 в соответствии с уровнем модулирующего сигнала 0„,7, 7 подаваемого на первый вход интегратора 2. Во время действия импульса на одном из выходов двухтактного ключеI вого усилителя 10 интегратор 2 интегрирует напряжение p E — 11„ (фиг.2 ° 5). Спад или фронт импульса, задержанный узлом задержки 5, проходит через элементы И 7 или ИЛИ-НЕ 8 и элемент ИЛИ 9 и переключает триггер 6 (фиг.2.7), сигнал с выходов которого устанавлилзает на выходах элементов И 7 и ИЛИ-НЕ 8 нулевой уровень и оба плеча д|зухтактного ключевого усилителя 10 закрыты (фиг.2.4).

На выходе выпрямителя 13 устанавливается нулевой уровень (фиг,2.7), и интегратор 2 начинает интегрировать напряжение — 0®,, (фиг.2.5). Когда напряжение на выходе интегратора 2 достигает нулевого уровня, переключается компаратор 4 (фиг.2.6), вьмодное напряжение которого возвращает в исходное положение триггер 6 (фиг.2.7}. Выходной сигнал узла задержки через элемент И 7 или ИЛИ-НЕ

8 включает соответствующее плечо двухтактного ключевого усилителя 10 (фиг.4.4). Интегратор 2 обеспечивает

1279027

+к

Е при где E(t)

0 при

t

I ll (!

С„((„, 45

55 пропорциональность среднего за период переключений напряжения на выходе выпрямителя 13 напряжению П„( !(1( ((од

j.((êà! - J п„„а!

1к к или

I ка(f (((z

UM передается на выход устройства фактически дважды за период переключений двухтактпого ключевого усилителя 10, что и обеспечивает высокие динамические характеристики устройства.

Кроме того, обеспечивается отсутствие сквозных токов в двухтактном ключевом усилителе 10 при U „,да UMO „д, = PE, так как на время t q 1/Uy д оба плеча двухтактного ключевого усилителя 10 выключены (фиг.2.4), что повьппает надежность устройства.

Вместе с тем, изменение периода переключений зависит от модулированного сигнала Б „, так как изменение среднего уровня напряжения на выходе выпрямителя 13 происходит за счет модуляции паузы, а импульс напряжения имеет постоянную длительность tö, которая определяется временем задержки t узла задержки 5.

Эта зависимость периода переключений от UM, имеет следующий вид: ((од

, (,"!Е

Т

П.д

Это в определенной мере ограничивает область применения устройства.

При изменении модулирующего сигнала в широком диапазоне в устройстве дополнительно обеспечивается стабилизация частоты переключений. Для этого узел задержки 5 выполняется управляемым, а управление осуществляют модулирующим сигналом Оддс таким образом, чтобы выполнялось условие пропорциональности л П ((" (((og

При этом период переключений практически не зависит от уровня

Т = (, Е.

Стабилизация частоты переключений в устройстве позволяет испольэовать его в регуляторах напряжения с большим динамическим и частотным диапазоном изменения модулирующего сигнала.

Формула изобретения

f5 !

1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержа, щий двухтактный ключевой усилитель, выходы которого подключены к первичной обмотке трансформатора и к входам первого интегратора, соединенного выходом с входами первого компаратора, вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель соединена с выходными выводами, элемент И, выход которого соединен с первым управляющим входом двухтактного ключевого усилителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик при повьппении надежности, введен второй компаратор, второй интегратор D-триггер, логические элементы ИЛИ и ИЛИ-HE и узел задержки, который включен между выходом первого компаратора и первыми входами логических элементов И и

ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, .выход элемента

ИЛИ-НЕ соединен с вторым управляющим

4О входом двухтактного ключевого усилителя, вторые входы элементов И и .1 . ИЛИ вЂ” НЕ подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом элемента ИЛИ, Dвход с общей шиной, а установочный вход — с выходом второго коммутатора, вход которого подключен к выходу второго интегратора, первый вход которого соединен с входным выво „ом, а второй вход через узел обратной связи— с выходным выводом.

2. Преобразователь по п.I, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации частоты переключений, узел задержки выполнен управляемым и подключен входом управления к входному выводу.

1279027

2,1

Составитель E. Финогенов

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Редактор Г. Гербер

Заказ 6851/56 тир Ь31 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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