Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности стабилизации выходного напряжения при работе на нагрузку импульсного характера. При резком уменьшении тока нагрузки на выходе силового преобразователя 1 постоянного напряжения появляется избыточная реактивная энергия. Регулируемьй преобразователь 7 избыточной реактивной энергии возвращает ее на вход регулируемого liHBepTopa 2. Нагрузка шунтируется и в ней исключены броски тока в этом режиме. В стационарном режиме преобразователь 7 исключен из работы. Введение преобразователя 7 в схему устройства не ухудшает его энергетических показателей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 i С ЧЭ ND 1: 00 Фи1.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51)4 Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ (21) 3907040/24-07 (22) 07.06.85 (46) 30.07.87. Бюл. )! - 28 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) В.И.Тихонов, В.В.Авдеев, Д.В.Авдеев и В.Г.Любимов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Ромаш Э,М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. — M,:

Энергия, 1975, с.125, рис.3.19.

Авторское свидетельство СССР

У 1035753, кл. Н 02 M 3/335, 1982.

Моин В.С,, Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи, — М.: Энергия, 1972, с.5llc. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВА ТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повышение точности стабилизации выходного напряжения при работе на нагрузку импульсного характера. При резком уменьшении тока нагрузки на выходе силового преобразователя 1 постоянного напряжения появляется избыточная реактивная энергия. Регулируемый преобразователь 7 избыточной реактивной энергии возвращает ее на вход регулируемого инвертора 2. Нагрузка шунтируется и в ней исключены броски тока в этом режиме. В стационарном режиме преобразователь 7 исключен из работы. Введение преобразователя 7 в схему устройства не ухудшает его энергетических показателей. s.n. ф-лы, 2 ил.

1 13272

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям, выполненным на полупроводниковых приборах с управляющим электродом, I) и может быть использовано в качестве вторичных источников питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повьш ение точности стабилизации выходного напряжения при работе на нагрузку импульс— ного характера.

На фиг.1 и 2 представлены функциональные схемы вариантов стабилизированного преобразователя, Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой преобразователь 1 постоянного напряжения, состоящий из регулируемо- 20

ro инвертора 2 с выходным трансформатором 3, вторичная обмотка которого через выпрямитель 4 и сглаживающий фильтр 5 подключена к выходным выводам блока 6 управления, вход 25 которого подключен к выходу, а первые выходы соединены с управляющими входами .регулируемого иннертора 2. Устройство содержит также регулируемый преобразователь 7 избыточной реактив- 30 ной энергии, входные зажимы которого подключены к нагрузке, выходные связаны с входными зажимами силового преобразователя 1 постоянного напряженил, а управляющие вх.оды соединены с вторыми выходами блока 6 управления. Регулируемый инвертор 2 силового преобразователя 1 постоянного напряжения выполняется на транзисторах

8 и 9; выпрямитель 4 — на диодах !0

10-13, а сглаживающий фильтр 5 — на дросселе 14 емкости 15. Преобразователь 7 избыточной реактивной энергии выполняется на регулируемом иннерторе 16, собранном на транзисторах !

7-18, с входным дросселем 19 и выходным трансформатором 20, к вторичной обмотке которого каскадно подключается выпрямитель 21, выполненный на диодах 22-25 сглаживающего кондея- 60

ca ора 21. Блок 6 управления может быть выполнен по схеме связанных генераторов, один иэ которых ведомый, а другой задающий, синхронизирующий ведомый. Величина задержки прямоуголь-5б ного напряжения, вырабатываемого ве— цомым генератором, по отношению к задающему регулируется по цепи обратной связи за счет изменения степени насыщения коммутирующих транзисторов ведомого генератора.

Работа устройства осуществляется следующим образом °

Постоянное входное напряжение, подаваемое на входные зажимы силового преобразователя постоянного напряженил, преобразуется регулируемьп4 иннертором 2 за счет поочередного включения и выключения транзисторов 8-9 в двуполярные прямоугольные импульсы с широтно-импульсной модуляцией, передаваемые через выходной трансформатор 3, выпрямитель 4 и сглаживающий фильтр 5, где из выпрямленных импульсов выделяется постоянная составляющая, в нагрузку. Уровень выходного напряжения определяется шириной импульсов на выходе регулируемого инвертора 2, которая зависит от величины входного напряжения и тока нагрузки и задается блоком 6 управления, В стационарном режиме изменение напряжения на входе регулируемого инвертора 2, например увеличение„ вызывает уменьшение ширины импульсов íà его выходе и компенсирует возможное увеличение стабилизированного напряжения на нагрузке в пределах статической ошибки. Регулируемый преобразователь 7 избыточной реактивной энергии работает в режиме слежения за напряжением на выходе регулируемого инвертора 2, т.е. напряжение на его выходных зажимах (сглаживающем конденсаторе 26) также возрастает при росте напряжения на входе регулируемого инвертора 2, оставаясь равным этому напряжению, При этом преобразователь

7 избыточной реактивной энергии находится в режиме холостого хода (ток н его цепях практически равен нулю), Этот режим обеспечен во всем диапазоне возможного изменения входного напряжения и плавного (без скачков) изменения тока нагру-зки, если.выполпяется условие;, произведение коэффициентов передачи по напряжению силоного преобразователя 1 постоянного напряжения и преобразователя 7 избыточной реактивной энергии равно единице, При сбросе тока нагрузки и появлении на нагрузке повышенного напряжения ток в цепях регулируемого преобразователя 7 избыточной реактивной энергии возрастает, обеспечивая тем самым возврат во входную цепь силового преобразователя 1 постоянноз 13

ro напряжения излишка реактивной энергии. Повьппение напряжения на нагрузке зависит от падения напряжения в цепях преобразователя 7 избыточной реактивной энергии, величина которого не превышает статической ошибки регулирования ° Для конкретной реализации стабилизированного преобразователя постоянного напряжения (фиг.2) условие работоспособности (условие равенства единице произведения коэффициентов передачи по напряжению силового преобразователя 1 постоянного напряжения и преобразователя 7 избыточной реактивной энергии) можно получить из равенства напряжений на входе регулируемого инвертора 2 и сглаживающего конденсатора 26. Для силового преобразователя 1 постоянного напряжения на нагрузке н 2 Ктрз Ксх где К вЂ” коэффициент трансформации тр трансформатора 3;

К „ — схемный коэффициент силово го преобразователя 1 постоянного напряжения;

U — H eHHe H a < . pery2 лируемого инвертора 2;.

Т - период выходного напряжения регулируемого инвертора 2;

Т-2t

q = — — (t — длительность

Т паузы) — коэффициент заполнения импульса выходного напряжения регулируе мьгх инверторов 2 и 16.

Для регулируемого преобразователя

7 избыточной реактивной энергии напряжение на сглаживающей емкости 26 определяется 2ь Пн Ктр. о Ксх7 > Ч> где K — коэффициент трансформатр 2о ции трансформатора 20;

Кс„„ — схемный коэффициент преобразователя 7 избыточной реактивной энергии.

Приравнивая напряжения на входе регулируемого инвертора 2 из (1) и сглаживающего конденсатора 26 из (2), получим

50 ки и появлении на выходе силового преобразователя постоянного напряжения избыточной реактивной энергии регулируемый преобразователь избыточной реактивной энергии осуществляет

27248 нения импульса, т ° е. остается постояннным при любой ширине импульсов на выходе регулируемого инвертора 2.

Это обеспечивает исключение из работы преобразователя 7 избыточной реактивной энергии в стационарном режиме за счет подбора коэффициентов уровнях стабилизируемого напряжения на нагрузке (любых величинах коэффициента q) и включение в работу при появлении избытка реактивной энергии.

При сбросе тока нагрузки начинает расти ток преобразователя 7 избыточной реактивной энергии, который преобразует напряжение на нагрузке в постоянное напряжение, снимаемое со сглаживающего конденсатора 26, за счет регулируемого инвертора 16 с дросселем 19 на вхоце и выходным трансформатором 20, выпрямителя 21 и сглаживающего конденсатора 26.Таким образом осуществляется подгруэка си25 лового преобразователя 1 постоянного напряжения и обеспечивается стабилизация его выходного напряжения при импульсном характере нагрузки.

Данное решение допускает выполнение силового преобразователя 1 постоянного напряжения по схеме регулируемого преобразователя 7 избыточной реак-. тивной энергии при одновременной замене схемы регулируемого преобразователя 7 избыточной реактивной энергии схемой силового преобразователя 1 постоянного напряжения. В этом случае произведение коэффициента К, К, К р,, Х сх, также останется сх> >

40 равным единице и не зависит от коэффициента q, Регулируемые инверторы

2 и 16 и выпрямители,4 и 20 могут быть выполнены и по другим схемам как однотактным, так и двухтактным, 45 например полумостовым, несимметричным мостовьм, со средней точкой обмотки трансформатора (для выпрямителей).

При резком уменьшении тока нагруз55

Ктр Kcxq KcP2o K czv (3)

Из (3) следует, что произведение коэффициентов передачи по напряжению не зависит от коэффициента заполее возврат на вход регулируемого инвертора, шунтируя таким образом нагру3Ку и исключая появление бросков напряжения на нагрузке в этом режиме.

В стационарном режиме, когда нагруэ1, Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий регулируемый инвертор с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и сгла5 1327248 6 ка постоянна или изменяется с посто- живающий фильтр Подключена к выхбдянной времени, значительно большей, ным выводам, блок управления, вход чем постоянная времени сглаживающего которого подключен к выходным вывофильтра, регулируемый преобразова- дам, а первые выходы соединены с уптель избыточной реактивной "энергии, 5 равляющими входами регулируемого инесли он выполнен с коэффициентом пе- вертора, отличающийся редачи по напряжению, обратно пропор- тем, что, с целвю повьппения точности циональным коэффициенту передачи по стабилизации выходного напряжения напряжению силового преобразователя при работе на нагрузку импульсного постоянного напряжения, исключен из >0 характера, введен регулируемый преработы (по его цепям протекает лишь образователь избыточной реактивной собственный ток холостого хода). Вве- энергии, входные выводы которого поддение такого регулируемого преобра- ключены к выходным выводам, выходные эователя избыточной реактивной энер- соединены с входом регулируемого ингии не цриводит к увеличению потерь 15 вертора, а управляющие входы соедимощности и ухудшению энергетических иены с вторыми выходами блока управпоказателей стабилизированного пре- ления. образователя постоянного напряжения. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что регулиФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 20 руемый преобразователь избыточной реактивной энергии выполнен на дополнительном регулируемом инверторе с выходным трансформатором и дросселем на.входе, выпрямителе и сглаживающем конденсаторе, включенных последовательно. дН191ПИ Заказ 3406/53 Тираж 659 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная,