Стабилизированный конвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения - увеличение диапазона и линейности регулирования напряжения на выходе. Конвертор содержит инвертор 1 с тран зисторами 2-5, силовой трансформатор 6, схему защиты 7 от сквозных токов, нагрузку 8, выпрямитель с фильтром 9, усилитель обратной связи 10, модулятор 11, генератор пилообразного напряжения 12, задающий генератор 14, дeлитeл)-частоты 13, усилитель мощности 26. Генератор пилообразного напряжения 12 выполнен в виде источника треугольного напряжения и введен блок логики 16, выполненный на схемах И 15, 17, триггерах.18, 19 схемах ИЛИ 20-23, а также введены RS-триггеры 24 и 25 и схема принудительного управления на элементах И 27, 28 и элементе ИЛИ 29. Управление обеспечивает полное регулирование; фазового угла от О до 180° при линейности регулировочной характеристики и наличии импульсов управления транзисторами 2-5 во всех режимах работы. Изобретение повышает надежность и качество питания при изменениях входного напряжения. 2 ил. Г о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИН

Al (51) 4 Н 02 M 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3914171/24-07 (?2) 24.06,85 (46) 30.03.87. Бюл, 9 12 (71) Всесоюзный электротехнический институт HM В.И,Ленина (72) Л.Г.Лисицын и А.К.Мазуренко (53) 621,314.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 479101, кл. G 05 F 1/64, 1975, Авторское свидетельство СССР

Ф 888295, кл. Н 02 М 3/355, 1981. (5,4) СТАБИЛИЗИРОВАННЫ!! КОНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания, Цель изобретения увеличение диапазона и линейности регулирования напряжения на выходе, Конвертор содержит инвертор 1 с транзисторами 2-5, силовой трансформатор

6, схему защиты 7 от сквозных токов, нагрузку 8, выпрямитель с фильтром

9, усилитель обратной связи 10, модулятор 11, генератор пилообразного на— пряжения 12, задающий генератор !4, делитель-частоты 13, усилитель мощности 26. Генератор пилообразного напряжения 12 выполнен в виде источника треугольного напряжения и введен блок логики 16, выполненный на схемах И 15, 17, триггерах.18, 19 схемах HJIH 20-23, а также введены

RS-триггеры 24 и 25 и .схема принудительного управления на элементах

И 27, 28 и элементе ИЛИ 29, Управление обеспечивает полное регулирование фазового угла от О до 180 при линейности регулировочной характеристики и наличии импуль сов упр авл ения тр анзисторами 2-5 во всех режимах работы.

Изобретение повышает надежность и ка— чество питания при изменениях входного напряжения. 2 ил.

1300607

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь эовано в различной радиоэлектронной аппаратуре и устройствах автоматики, в частности в системах электропита— ния.

Цель изобретения — увеличение дианазона и линейности регулирования напряжения на выходе конвертора„

На фиг. l представлена схема предлагаемого устройства; на фиг,? — временные диаграммы.

Устройство содержит управляемый транзисторный инвертор 1 с силовыми транзисторами 2-5, выходной силовой трансформатор 6, схему 7 защиты от сквозных токов, нагрузку 8, выпрямитель 9 с фильтром и усилитель 10 обратной связи, подключенный к входу по постоянному току модулятора 11, к модулирующему входу которого подключен выход источника 12 треугольного напряжения, вход которого подключен к прямому выходу первой ступени делителя 13 частоты. Входделителя 13 подключен к выходу за дающего генератора 14, Прямой выход модулятора 11 подключен к первому в оду схемы И !5 блока 16 логики, второй вход которой подключен к инверсному выходу триггера делителя 13, а инверсный выход модулятора 11 под— ключен к первому входу второй схемы И 17, второй вход которой подключен к прямому выходу триггера 13.

Прямой и инверсный выходы делителя

13 подключены к тактовым входам счетных триггеров !8 и 19 второй ступени делителя, причем прямой выход триггера 18 подключен к входу задержки (D-вход) триггера 19.

Прямой и инверсный выходы триггера 19 подключены к вторым входай схем ИЛИ 20 и 21 блока логики, пер-. вые входы которых подключены к выходу схемы И 15, Прямой и инверсный выходы триггера 18 подключены к вто- рым входам схем ИЛИ 22 и 23, первые входы которых подключены к выходу схемы И 17. Выходы схем ИЛИ 20 и 22 подключены к S-входам R — S триггеров

24 и 25, выходы схем 21 и 23 подклю.чены к R-входам тех же триггеров.

Выходы триггеров 24 и 25 через усилитель 26 мощности подключаются к входам силовых транзисторов 2-5, причем прямой и инверсный выходы триггера 24 подключаются непосредст10

45 венно к входам смежной пары транзисторов 2 и 3, а прямой и инверсный выходы триггера 25 — через усилитель

26 мощности и схемы И 27 и 28 к другой смежной паре транзисторов 5 и

4, первые входы схем И 27 и 28 подсоединены через схему ИЛИ 29 к первым двум выходам усилителя мощности1 дополнительныи Вход которого подкпючен к схеме 7 защиты от сквозных токов, вход которой в свою очередь подключен через датчики напря— жения к силовым транзисторам 2-5.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 14 формирует последовательность импульсов, поступающих на вход делителя 13 частоты (например, счетного триггера). Сигнал с прямого выхода триггера 13 (сигнал а, фиг.2) поступает на вход источника треугольного напряжения.

Треугольное напряжение (сигнал в, фиг.2) сравнивается с напряжением обратной связи (V ) с помощью модулятора 11, на выходе которого формируется последовательность импульсов (сигнапы с и с, фиг.2) длительность которых зависит от уровня напряжения обратной связи.

Прямой (сигнап а, фиг ° 2) и инверсный сигналы с выхода делителя 13 частоты поступают на счетные входы триггеров 18 и 19 депителя частоты второй ступени, причем прямой выходной сигнал триггера 18 (сигнал прямого выхода к, фиг. 2) поступает на D-вход (Bход задержки триrrерà 19 (D — триrгер), что позволяет сформировать выходной сигнал триггера 19 (сигнал прямого выхода m, фиг. 2), сдвинутый о на 90 относительно аналогичного сигнала триггера 18, Выходные сигналы модулятора 11 и триггеров 18 и 19 поступают на блок 16 логики, содержащий две схемы И (15 и 17) и четыре схемы ИЛИ (20 — 23).

Выходные сигналы схемы И 15 (сиг— нал е), схемы И 17 (схемы e), схем

ИЛИ 20-23 (сигналы U — U ) приведены на фиг.2.

Выходные сигналы U — U блока 16 логики поступают на R- u S — входы триггеров 24 и 25. Выходные сигналы триггеров 24 и 25 (сигналы 0, Q+ с прямых выходов приведены сплошной линией на фиг.2, а Ц, Ц вЂ” штриховой линией) соответствуют выходным сигналам

I 3()0607 4 ное состояние транзистора 3 (несмотря на то, что в интервале с — с он может находиться уже в выключенном состоянии) и происходит принудительная задержка на включение транзистора 2, следовательно, и выхода из режима шунтирования нагруз ки (режима паузы ) ..

Регулировочная характеристика инвертора является зависимостью его выходного напряжения от соотношения между длительностью проводящего состояния (с„) и паузы (tд), т.e. Ue ix — (у), r,це = — — — — — -= — « -"-.

Длительности импульса тока нагрузки и паузы определяются системой регулирования в зависимости от цели регу— лирования (поддержание среднего зна-. чения напряжения, либо действующего и т.д.). В случае принудительной задержки выхода из режима шунтирования длительность паузы изменяется произвольно и приведенная зависимость становится нелинейной.

Для исключения этого в предлагаемом устройстве применяется схема принудительного управления (И 27, И 28, ИЛИ 29) другой смежной парой транзисторов 5 и 4, которая формирует сигналы Р и Р (см. фиг,2) таким образом, что они будут иметь дополнительные провалы до нуля в мо-. менты отсутствия сигналов Р, либо

Р

Такое управление в случае реверса нагрузки позволяет выключить транзистор 4 и прервать ток нагруз ки через обратный диод транзистора

3, что позволяет произвести своевременное включение очередного вентиля а следовательно, выход из режима шунтирования нагрузки.

Устройство обеспечивает полное регулирование фазового угла от 0 до

180 при линейности регулировочной характеристики и наличии импульсов управления силовыми транзисторами инвертора во всех режимах. его работы.

Применение изобретения повышает надежность и качество питания устройств при глубоких изменениях входного напряжения, усилителя 2 мощами>с ти, но без учета работы защиты оТ сквозных токов.

Для и ключения дополнительных потерь в транзисторах инвертора вследствие протекания сквозных токов применяются схемы фиксированной и автоматической задержки включения очередного транзистора.

Выход схемы 7 защиты от сквозных токов, подключается к блокирующим О входам усилителя 26 мощности, а вход через датчики состояния транзисторов— к силовым транзисторам 2 — 5 инвертора

1. Схема разрешает выдачу управляющего импульса на очередной силовой тран45 зистор инвертора только после выключения предыдущего транзистора. Таким образом, управляющие импульсы смежной пары силовых транзисторов будут смещены один относительно другого, на 20 интервал, определяемый временем выключения предыдущего транзистора. Но известные схемы не обеспечивают линей.ности регулировочной характеристики за счет несвоевременного выхода из шунтирования, а в некоторых случаях могут приводить к сбою в работе инвертора.

B момент с (см. фиг.2) проводят ток транзисторы 3 и 5, В момент с, ЗО снимается импульс управления с транзистора 5, но на транзистор 4 импульс не подается, поскольку транзистор

5 остается во включенном состоянии за счет рассасывания носителей и 35 ток нагрузки протекает по-прежнему через транзисторы 3 и 5.

В момент t после выключения тран2 зистора 5 схемой 7 дается разрешение 40 на подачу управляющего импульса на вход транзистора 4. После выключения ,транзистора 4 (при включенном транзисторе 3) нагрузка закорачивается через эти транзисторы, наступает ре- 45 жим паузы" в выходном напряжении.

В момент t> снимается управление с транзистора 3, включение транзистора 2 должно произойти в момент t .

Если в момент t происходит реверс тока нагрузки (возможной причиной реверса может быть перезаряд конденсатора нагрузки), то ток течет через транзистор 4 (полагаем, что импульс тока транзистора 4 длительный, на фиг,2 это показано штриховой линией) и включившийся обратный диод транзистора 3. Это воспринимается схемой 7 зашиты от сквозных токов как включецФормула изобретения

Стабилизированный конвертор, содержащий управляемый мостовой инвертор с трансформатором на выходе и узел управления, включающий в себя соединенные последовательно задающий генератор, делитель частоты, генератор пилообразного напряжения, модулятор и усилитель мощности, а также выпрямитель, фильтр и усилитель обратной связи, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона и линейности регулирования напря- 0 жения на выходе конвертора, генератор пилообразного напряжения выполнен в виде источника треугольного напряжения, введены блок логики на двух схемах И и четырех ИЛИ, RS-триггеры и 15 схема принудительного управления одной из смежных пар силовых транзисторов, причем вход первой ступени делителя частоты подключен к задающему генератору, а выход — к входу источ- 20 ника треугольного напряжения, выход которого подключен к одному из входов модулятора, второй вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, а прямой и инверсные выходы мо 25 дулятора подключены к первым входам схем И блока логики, вторые входы которых подключены к прямому и инверсному выходам пеt3BPA отv!!E .11è делит(пя частоты, которые в свою очередь подключены к тактовым входам двух триггеров второй ступени делителя, причем прямой выход первого триггера второй ступени делителя подключен к входу задержки второго триггера, а выходы первого триггера второй ступени дели) теля частоты подключены к вторым входам первых схем ИЛИ блока логики, первые входы которых подключены к выходу второй схемы И, причем выходные сигналы второго триггера второй ступени делителя частоты подключены к вторым входам вторых схем ИЛИ блока логики, первые входы которых подключаются к выходу первой схемы И, а выходы схем ИЛИ через RS-триггеры

Подключены к входам усилителя мощности, который своими двумя выходами подключен к входам одной пары смеж". ных транзисторов инвертора непосредственно, а двумя другими — к входам другой пары смежных транзисторов через схемы И, вторые входы которых подключены через схему ИЛИ к первым двум выходам усилителя мощ— ности.

Составитель И.Войтович

Редактор Н,Киштулинец Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 1152/54 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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