Стабилизированный конвертор

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - упрощение и повыщение надежности работы. Силовую часть уо тройства составляют последовательно включенные однотактный преобразователь напряжения с транзисторным ключом 4 и силовым трансформатором 5 и силовой блок 6 выпрямления и фильтрации. Управление преобразователем напряжения осуществляется с помощью блока 12 управления , в который входят последовательно включенные измерительный орган 13, диод 14, широтно-импульсный модулятор 15 и импульсный усилитель 16, подключенный через коммутирующий трансформатор с обмотками 10, 11 к управляющему входу транзисторного ключа 4 преобразователя напряжения. 8устройстве имеется также укороченная петля обратной связи, состоящая из трансформатора тока с обмотками 8, 9и вспомогательного блока 18 выпрямления и фильтрации. Особенностью устройства является выполнение трансформатора тока и коммутирующего трансформатора на одном и том же магнйтопроводе 7. Подобное совмещение трансформаторов обеспечивается за счет введения в цепь управления транзистор- ,, ным ключом 4 дополнительного резистор ра 19 смещения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) 151)4 Н 02 М 3 335 1 yl! 1

1 т)

fiNKJ! r . б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPGHOMV СВИД=ТЕЛЬСТВУ (21) 4121887/24-07 (22) 27.06.86 (46) 07.02.88. Бюл. Ф 5 (72) В.А.Бычков (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 734138, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

Берисфорд P. Снижение помех от импульсных источников питания.

Электротехника, 1983, ))!! 6, с. 5-6. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения— упрощение и повыщение надежности работы. Силовую часть у ьтройства составляют последовательно включенные однотактный преобразователь напряжения с транзисторным ключом 4 и силовым трансформатором 5 и силовой блок

6 выпрямления и фильтрации. Управление преобразователем напряжения осуществляется с помощью блока 12 управления, в который входят последовательно включенные измерительный орган 13, диод 14, широтно-импульсный модулятор 15 и импульсный усилитель

16, подключенный через коммутирующий трансформатор с обмотками 10, 11 к управляющему входу транзисторного ключа 4 преобразователя напряжения.

В устройстве имеется также укороченная петля обратной связи, состоящая иэ трансформатора тока с обмотками 8, 9 и вспомогательного блока 18 выпрямления и фильтрации. Особенностью устройства является выполнение трансформатора тока и коммутирующего трансформатора на одном и том же магнитопроводе 7. Подобное совмещение трансформаторов обеспечивается за счет введения в цепь управления транзисторным ключом 4 дополнительного резистора 19 смещения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1372536

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектро:ной ап5 паратуры.

Целью изобретения является .упрощение и повышение надежности работы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого стабилизированного конвертора в совокупности с другим аналогичным конвертором при их параллельном включении, на фиг.2— временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу отдельных составных узлов.

Каждый из конверторов 1 и 2 (фиг.1) содержит блокировочный конденсатор

3, однотактный преобразователь с транзисторным ключом 4 и силовым

20 трансформатором 5, силовой блок 6 выпрямления и фильтрации выполненные на одном и том же магнитопроводе 7,трансформатор тока с первичной 8 и вторичной 9 обмотками и коммутирующий транс-25 форматор с первичной 10 и вторичной

11 обмотками, блок 12 управления с измерительным органом 13, диодом 14, широтно-импульсным модулятором 15, импульсным усилителем 16 и балласт- 30 ным резистором 17, вспомогательный блок 18 выпрямления и фильтрации (со слабоинтегрирующим фильтрующим звеном) и резистор 19 смещения.

Позициями 20-23 по схеме обозначе35 ны входные выводы конверторов 1 и 2 предназначенные для подключения первичных источников постоянного напряжения, а позициями 24-27 — их выходпредназначенные для под- 40 ключения нагрузки. Позиции 28 и 29 присвоены соединительным выводам, используемым для параллельного включения конверторов 1 и 2.

Преобразователь напряжения (эле- .45 менты 4 и 5) и силовой блок 6 выпрямления и фильтрации включены в конверторе 2 ттог.ттедовательно между выводами 22, 23 и 26, 27. Первый вход блока

12 управления соединен с выводами 26, 27, второй вход через вспомогательный блок 18 выпрямления и фильтрации со вторичной обмоткой 9 трансформатора тока, включенного первичной обмоткой 8 в цепь транзисторного ключа 4 преобразователя напряжения, а выход через коммутирующий трансформатор с обмоткамтт 10 и 11 — с управляющим входом транзисторного ключа 4. Резистор 19 смещения включен последовательно с вторичной обмоткой 11 коммутирующего трансформатора.

В блоке 12 управления вход измерительного органа 13 является первым входом блока. Первый вход широтноимпульсного модулятора 15 через диод

14 подключен к выходу измерительного органа 13, а второй вход с пос.чедовательно включенным балластным резистором 17 является вторым входом блока. Вход импульсного усилителя 16 соединен с выходом широтно-импульсного модулятора 15, а выход является выходом блока.

Работа описываемого конвертора базируется на классическом компенсационном принципе регулирования транзисторного однотактного преобразователя напряжения с целью поддержания выходного напряжения на заданном уровне.

Нетипичным является только функционирование вспомогательной укороченной петли обратной связи, устраняющей модуляцию тока коллектора транзисторного ключа 4 пульсациями и нестабильностью входного напряжения конвертора.

Выходной ток блока 12 управленитг, поступающий в первичную обмотку 10 коммутирующего трансформатора и отпирающий транзисторный ключ 4, является незначительным по величине и обеспечивает лишь начальный режим вывода последнего из режима отсечки тока. Режим насыщения транзисторного ключа 4 достигается за счет пропорционально-токовой обратной связи, осуществляемой с помощью обмотки 8 трансформатора тока. Вследствие этого при формировании рабочего импуль-са тока в первичной обмотке силового трансформатора 5 ток, текущий по вторичной обмотке 11 коммутирующего трансформатора, примерно пропорционален току i4 (фиг.2а) коллектора транзисторного ключа 4. При наличии в цепи вторичной обмотки 11 резистора 19 смещения напряжение на ней, а также напряжение П (фиг. 2б) на вторичньтй обмотке 9 трансформатора тока будут также примерно пропорциональны току i . Это свойство используется для формирования сигнала управления, передаваемого по указанной петле обратной связи.

1372536

Модуляция тока i пульсациями и нестабильностью питающего конвертор напряжения устраняется следующим образом. Если в период формирования импульса тока i входное напряжение получает, например, положительное приращение, то в результате увеличения напряжения на первичной обмотке силового трансформатора 5 получает соответствующее приращение и текущий через нее ток i . В соответствии с изложенным приращение получает и напряжение на обмотке 9 трансформатора тока. Увеличивающееся напряжение на обмотке Э, проходя через вспомогательный блок 18 выпрямления и фильтрации и балластный резистор 17, увеличивает потенциал, вычитающийся в широтно-импульсном модуляторе 15 иэ потенциала, соответствующего усиленному сигналу ошибки выходного напряжения конвертора (фиг. 2в, r). В результате оперативно увеличивается скважность следования импульсов тока 25 прерывающая их амплитудное приращение. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока амплитуда импульсов тока i+ превышает усредненную величину тока коллектора транзисторного ключа 4 за предшествующий режим.

Аналогично осуществляется коррекция уменьшения амплитуды тока i вызванная снижением входного напряжения кон. вертора.

При параллельной работе стабилизи- 35 рованных конверторов 1 и 2 их входы с выводами 28 и 29 связаны между собой, в результате на оба широтно-импульсных модулятора 15 приходит одно общее управляющее напряжение с того

40 из измерительных органов 13, который имеет наиболее высокую уставку выходного напряжения.

Измерительный орган 13 другого стабилизированного конвертора не ока45 эывает влияния, будучи отключенным своим диодом 14, смещенным обратным напряжением. При равенстве токов, текущих через транзисторные ключи 4 в конверторах 1, 2, равны корректирующие напряжения на выходах вспомогательных блоков 18 выпрямления и фильтрации. При нарушении равенства распределения токов между конверторами

1 и 2 нарушится равенство потенциалов 51 на соответствующих входах широтноимпульсных модуляторов 15, что изменит скважность коммутации транзисторных ключей 4, увеличив ее в одном конверторе и снизив в другом. В результате нарушение равенства распределения токов будет устранено.

Данное техническое решение по реализации стабилизированного конвертора с вспомогательной укороченной петлей обратной связи, в которой трансформатор тока совмещен на одном магнитопроводе с коммутирующим трансформатором, проще, надежнее и требует меньшие габариты. формула изобретения

1. Стабилизированный конвертор, содержащий транзисторный однотактйый преобразователь напряжения и силовой блок выпрямления и фильтрации, включенные последовательно между входными и выходными выводами устройства, предназначенными для подключения соответственно первичного источника постоянного напряжения и нагрузки, блок управления, первый вход которого соединен с выходными выводами устройства, второй вход через вспомогательный блок выпрямления и фильтрации — с вторичной обмоткой трансформатора тока, включенного первичной обмоткой в цепь транзисторного ключа преобразователя напряжения, а выход через коммутирующий трансформатор — с управляющим входом упомянутого ключа, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности работы, в него введен резистор смещения, включенный последовательно с вторичной обмоткой коммутирующего трансформатора, а последний выполнен на том же магнитопроводе, что и трансформатор тока.

2. Конвертор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управления содержит измерительный орган, вход которого является первым входом блока, широтно-импульсный модулятор, первый вход которого через диод подключен к выходу измерительного органа, а второй, вход с последовательно

\ включенным балластным резистором является вторым входом блока, и импульсный усилитель, вход которого соединен с выходом широтно †импульсно модулятора, а выход является выходом блока, 1372536

Составитель Л.Морозов

Техред А.Кравчук КорректорС.Черни

Редактор С.Пекарь

Тираж 665

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 495/51

Подписное

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