Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к вторичным источника.м питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности . Цель достигается тем, что управляемый ключ выполнен на дву.х параллельно соединенных транзисторах 12.1 и 12.2 разного типа проводи.мости. Это позволило выполнить импульсный модулятор в виде релейного элемента 8 с гистерезисом, а также объединить общую шину схемы управления с общим проводом питающей сети. В результате отпала необходимость применения гальванической развязки, а также снизился уровень помех, проникавших на вход управления и вызывавших аварийные режимы . 1 ил. о (Л с оо со со ел О5

1339516

20

30

40

50

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования параметров электрической энергии, и может быть использовано для создания сетевых выпрямителей источников вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение надежности работы преобразователя переменного напряжения в постоянное.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит основные диоды 1.1 и 1.2, накопительные конденсаторы

2.1 и 2.2, управляемый делитель 3 входного напряжения; датчик 4 тока, дроссель 5, узел

6 сравнения, пороговый элемент 7, релейный элемент 8 с гистерезисом, выполненный на основе двухпорогового компаратора 9; усилитель 10 мощности, управляемый ключ 11 переменного тока, содержащий два силовых транзистора 12.1 и 12.2, различной проводимости 12.1 и 12.2 и два диода 13.1 и 13.2, датчик 14 выходного напряжения; первый

15 и второй 16 входные выводы, выходные выводы 17.1 и 17.2 преобразователя.

Средние точки цепочек из двух последовательно соединенных основных диодов 1.1 и

1.2 и двух конденсаторов 2.1 и 2.2 образуют выходные выводы 17.1 и 17.2 преобразователя, точка соединения основных диодов

1.1 и 1.2 через дроссель 5 подключена к первому входному выводу 15, точка соединения конденсаторов 2.1 и 2.2 через датчик 4 тока подключена к второму входному выводу 15, между входными выводами 15 и 16 преобразователя включен датчик входного напряжения 3, выход которого соединен с входом узла 6 сравнения, другой вход которой подсоединен к точке соединения датчика 4 тока и точке соединения конденсаторов 2.1 и 2.2, выход узла 6 сравнения подключен к входу релейного элемента 8, вход смещения которого соединен с выходом порогового элемента 7, подклк)ченного входом к первому входному выводу 15, выход релейного элемента 8 через усилитель 10 мощности подключен к входу управляемого клю ча 11 переменного тока, включенного между точками соединения основных диодов

1.1 и 1.2 и конденсаторов 2.1 и 2.2, и вклк)чающего два обьединенных по базам и эмиттерам транзистора 12.1 и 12.2 с различным типом проводимости, коллекторы которых соединены между собой через два дополнительных диода 13.1 и 13.2, включенных в направлении проводимости соответствук>щих транзисторов, при этом между выходными выводами 17.1 и 17.2 преобразователя включен датчик 14 выходного напряжения, выход которого соединен с управляк>щим входом делителя 3 входного напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

На входы узла 6 сравнения, который представляет собой дифференциальный усилитель, усиливающий разность входных сигналов с заданным коэффициентом усиления, поступают сигналы, пропорциональные входному напряжению сети с делителя 3 напряжения и входному току с датчика 4 тока.

На выходе узла 6 сравнения формируется разностный сигнал, поступающий на вход релейного элемента, где вырабатывается импульсная последовательность, временные соотношения импульса и паузы которой пропорциональны величине разностного сигнала. Выходные сигналы релейного элемента 8, знак которых определяется сигналами с выходов узла 6 сравнения и порогового элемента 7, после усиления усилителем 10 мощности, поступают на базы силовых транзисторов 12 управляемого ключа 11.

Особенностью релейного элемента 8 является то, что с целью уменьшения искажений входного тока в областях нулевых значений он выполнен на основе операционного усилителя с положительной обратной связью, на вход смещения которого поступают сигналы о знаке полупериода входного напряжения с выхода порогового элемента

7. При этом передаточная характеристика релейного элемента смещается в область положительных, либо отрицательных, значений входного сигнала, соответственно для положительных, либо отрицательных, значений входного напряжения.

Увеличению тока в течение положительного полупериода входного напряжения соответствует положительная полярность сигнала управления, а в течение отрицательного полупериода — отрицательная полярность сигнала управления. Таким образом, использование транзисторов различной проводимости. работающих за счет включения в цепь коллекторов полупроводниковых диодов в различные полупериоды входного напряжения, позволяет реализовать требуемый алгоритм работы и исключить из системы управления схему равнозначности.

В соответствии с алгоритмом работы преобразователя при всех значениях разностного сигнала в преобразователе должен протекать процесс накопления энергии в магнитном поле дросселя 5 и передачи энергии в накопительные конденсаторы 2.

На интервале положительного полупериода входного напряжения на выходе порогового элемента 7 устанавливается напряжение высокого уровня, смещающее передаточную характеристику релейного элемента 8 в область положительных значений.

Под действием разностного сигнала на вь!ходе релейного элемента 8 устанавливается

1339516

Составитель С. Чернышева

Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор Л. Бескид

Заказ 4219/37 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 напряжение высокого уровня, которое после усиления отпирает транзистор 12 управляемого ключа 11. При этом дроссель 5 оказывается подключенным непосредственно к входному напряжению, входной ток преобразователя нарастает, в магнитном поле дросселя накапливается энергия. При достижении значений входного тока заданной величины релейный элемент перебрасывается в другое устойчивое состояние и на его выходе устанавливается напряжение низкого уровня, вызывающее запирание транзистора 12. При этом дроссель 5 отключается от сети и разряжается через основной диод

1 на накопительный конденсатор 2, подзаряжая последний. Входной ток преобразователя уменьшается, вызывая уменьшение величины разностного сигнала, в результате снова включается силовой транзистор 12 и процессы в схеме повторяются. Аналогично преобразователь работает на интервале отрицательного полупериода входного напряжения.

В результате воздействия импульсной последовательности с выхода релейного элемента 8 на силовые транзисторы 12 управляемого ключа 11 формируется входной ток преобразователя. При этом форма входного тока практически повторяет форму предлагаемого синусоидального входного напряжения, причем пульсации входного тока тем меньше, чем выше коэффициент усиления узла 6 сравнения и чем меньше гистерезис передаточной характеристики релейного элемента. Искажения входного тока в областях нулевых значений неизбежны и вызываются конечной скоростью изменения тока дросселя при малых значениях входного напряжения, что вызывает отставание входного тока от прилагаемого напряжения. Уменьшение искажения входного тока в областях нулевых значений достигается за счет уменьшения величины индуктивности входного дросселя.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжсния в поетоянное, содержащий управляемый ключ переменного тока, подсоединенный первым выводом к точке соединения анода и катода первого и второго диода, а вторым выводом — к точке соединения первых обкладок двух конденсаторов, .вторые обкладки которых подключены соответственно к катоду и аноду первого и второго диодов и к соответствующему выходному выводу, узел сравнения, первый вход которого соединен через делитель напряжения с выходными выводами, а второй вход — с выходом датчика тока, импульсный модулятор, 15 выход которого через усилитель мощности соединен с входом управляемого ключа переменного тока, и пороговый элемент, причем первый входной вывод через дроссель связан с точкой соединения первого и второго диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, управляемый ключ переменного тока выполнен на двух транзисторах разного типа проводимости и третьем и четвертом диодах, причем базы и эмиттеры обоих транзисторов объединены и подключены соответственно к входу и второму выводу управляемого ключа переменного тока, а коллекторы через третий и четвертый диоды соответственно соединены с первым выводом управляемого ключа переменного тока, импульсный модулятор вы30 полнен на основе снабженного входом смещения релейного элемента с гистерезисом, причем выход узла сравнения соединен с входом релейного элемента, а выход порогового элемента — с входом смещения релейного элемента, выход которого является

35 выходом импульсного модулятора, прн этом вход порогового элемента подключен к первому входному выводу, а датчик тока включен между вторым входным выводом и точкой соединения конденсаторов, подключенной к общей шине.