Релейно-импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности работы путем устранения нерегулярности перемагничивания магнитопровода трансформатора двухтактного преобразователя постоянного напряжения, Силовой канал включает в себя последовательно соединенные низкочастотный выпрямитель , преобразователь 2 постоянного напряжения и высокочастотный выпрямитель 3. Канал управления выполнен с использованием усилителя 4 сигнала рассогласования, релейного элемента 5, генератора 15 прямоугольных импульсов , элементов И 6,7, усилителя 16 мощности, обеспечивающих формирование разнесенных по времени управляющих сигналов для соответствующих транзисторов преобразователя 2. Благодаря введению в канал управления элементов И 8,9, счетчиков 11,12 импульсов , триггеров 10,14 и инвертора 13 достигается симметричность длительности управляющих сигналов и исключается вероятность захода в насыщение магнитопровода трансформатора преобразователя 2. Кроме того, за счет формирования паузы мезкду управляющими сигналами предотвращается возможность перекрытия открытых состояний транзисторов преобразователя 2. 2 ил. 075 / ffff SS (О со 4: КС

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И 4 G 05 F 1 56,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4091326/24-07 (22) 22.07.86 (46) 15.02.88. Бюл. ¹ 6 (72) В.Г.Черкасов (53) 621 ° 316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 847299, кл. G 05 F i/56, 1978, Авторское свидетельство СССР

¹ 717736, кл. С 05 F 1/56, 1978. (54) РЕЛЕЙНО-ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение надежности работы путем устранения нерегулярности перемагничивания магнитопровода трансформатора двухтактного преобразователя постоянного напряжения. Силовой канал включает в себя последовательно соединенные низкочастотный выпрямитель, преобразователь 2 постоянного

„„SU 1374201 А 1 напряжения и высокочастотный выпрямитель 3. Канал управления выполнен с использованием усилителя 4 сигнала рассогласования, релейного элемента

5, генератора 15 прямоугольных импульсов, элементов И 6,7, усилителя

16 мощности, обеспечивающих формирование разнесенных по времени управляющих сигналов для соответствующих транзисторов преобразователя 2. Благодаря введению в канал управления элементов И 8,9, счетчиков 11,12 импульсов, триггеров 10,14 и инвертора

13 достигается симметричность длительности управляющих сигналов и исключается вероятность захода в насыщение магнитопровода трансформатора преобразователя 2. Кроме того, за счет формирования паузы между управляющими сигналами предотвращается возможность перекрытия открытых состояний транзисторов преобразователя

2. 2 ил.

1374201

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радио- и электроаппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем устранения нерегулярности перемагничива.ния магнитопровода трансформатора двухтактного преобразования постоянного напряжения.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого релейно-импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока, на фиг.2 — времен1 ные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит низкочастот- 2р ный выпрямитель (с фильтром) 1 (фиг. 1), двухтактный (ключевой) преобразователь

2 постоянного напряжения, высокочастотный выпрямитель (с фильтром) 3, усилитель 4 сигнала рассогласования, 25 релейный элемент (например, триггер

Шмитта) 5, первый 6, второй 7„ третий 8 и четвертый 9 элементы И, первый триггер 10, счетчик 11 импульсов (с емкостью и), счетчик 12 импульсов 30 (с.емкостью и/2), инвертор 13, второй триггер 14, генератор 15 прямоугольных импульсов и усилитель 16 мощности. Низкочастотный выпрямитель 1, двухтактный преобразователь 2 постоянного напряжения и высокочастотный выпрямители 3 включены последовательно. Вход низкочастотного выпрямителя

1 соединен с выводами 17 и 18 для подключения сети переменного тока, 40 а выход высокочастотного выпрямителя

3 — с выводами 19 и 20 для подключения нагрузки. Один из входов усилителя 4 сигнала рассогласования подключен к выходу источника опорного напряжения U» (не показан), а другой вход — к выходу высокочастотного выпрямителя 3. Вход релейного элемента 5 соединен с выходом усилителя 4 сигнала рассогласования, а выход— с первыми входами первого 6 и второ50 го 7 элементов И. Входы усилителя 16 мощности подключены к выходам первого 6 и второго 7 элементов И, а выходы — к управляющим входам двухтактного преобразователя 2 постоянного

55 напряжения. Входы третьего элемента

И 8 соединены с выходами релейного элемента 5 и генератора 15 прямоугольных импульсов, а выход — со счетными входами счетчика 11 импульсов и первого триггера 10. Входы четвертого элемента И 9 подключены к выходу третьего элемента И 8 и неинвертирующему выходу первого триггера 10, а выход — к счетному входу счетчика 12 импульсов. R-входы. счетчиков 11 и 12 импульсов соединены с инвертирующим выходом первого триггера 10, R-вход которого, в свою очередь, подключен к и-му выходу счетчика 11 импульсов. Нулевой выход счетчика 12 импульсов через инвертор

13 соединен со счетным входом второго триггера 14 и вторыми входами первого 6 и второго 7 элементов И, третьи входы, которых подключены соответственно c неинвертирующему и инвертирующему выходам второго триггера.

Стабилизатор работает следующим образом.

Изменение уровня выходного напряжения стабилизатора подается на усилитель 4 сигнала рассогласования, где сравнивается с опорным напряжением U . Усиленный сигнал ошибки поступает на вход релейного элемента. 5. При достижении сигналом ошибки нижнего порога U, „ срабатывания релейного элемента 5 с выхода последнего уровень "1" поступает на первые входы элементов И 6 — 8, при этом импульсы с выхода генератора 7 подводятся к счетному входу счетчика 11 импульсов и через элемент И 9 — к счетному входу счетчика 12 импульсов, так как на второй вход элемента И 9 поступает "1" с неинвертирующего выхода триггера 10. Счетчики 11 и 12 начинают работать в режиме счета импульсов, так как на их R-входы поступает "0" с инвертирующего выхода триггера 10. При поступлении первого импульса нулевой выход счетчика 12 перебрасывается в состояние "0", а выход инвертора 13 — в состояние

Такое состояние удерживается до поступления на счетный вход счетчика

12 (п/2)-го импульса, который перебрасывает нулевой выход счетчика

12 в состояние "1", а выход инвертора 13 — в состояние "0". При поступлении (n/2+1)-го импульса процесс счета повторяется до поступления и-го импульса на счетные входы счетчиков

11 и 12. При этом на и-м выходе счет1374201 чика 11 формируется "1", которая, поступив на. R-вход триггера 10, перебрасывает его в противоположное состояние. "1" с инвертирующего выхода триггера 10 подводится к R-входам счетчиков 11 и 12, запрещая тем самым счет импульсов и подготавливая их .к режиму счета. При этом и-й выход счетчика 11 перебрасывается в состояние "0", а нулевой выход счетчика 12 — в состояние "1". Следующий (п+1)-й импульс перебрасывает триггер 10, и процесс счета повторяется.

В результате на выходе инвертора 13

15 формируются пары импульсов, длительность Г„„„которых равна

"u„n T „„(n/2-1), 20

1 ер п Т ген

При достижении выходным напряжением стабилизатора значения, при котором уровень сигнала ошибки дости- 45 гает верхнего порога U „ срабатывания релейного элемента 5 последний перебрасывается в состояние "0". При этом происходит запрет прохождения импульсов генератора 15 через элемент

И 8, одновременно блокируется прохождение формируемых импульсов на усилитель

16 мощности и снимается возбуждение с транзисторов преобразователя 2 ° С этого момента счетчики 11 и 12 импульсов находятся в ждущем режиме и .

55 их состояния хранят информацию о фазе и длительности последнего управляющего сигнала. Выходное напряжение где Т„ — период колебаний генератора 15; п — число импульсов счета.

При этом длительность паузы между импульсами равна Т „„ . Образованные импульсы поступают на счетный вход триггера 14 и на вторые входы элементов И 6,7, а к их третьим входам подводятся парафазные импульсы с выхода триггера 14. В результате на

30 выходах элементов И 6,7 формируются парафазные импульсы, сдвинутые один относительно другого на длительность паузы. Сформированные импульсы усиливаются по мощности усилителем 16 и поступают на управляющие входы двух-35 тактного преобразователя 2 постоянного напряжения. Частота f ð преобразования при этом равна стабилизатора начинает снижаться и при достижении уровня, при котором релейный элемент 5 перебрасывается в состояние "1", начинается счет импульсов. При этом длительность первого сформированного импульса такова, что суммарная длительность предыдущего и сформированного импульсов не превышает "„,„ . Тем самым достигается симметричность длительности сигналов, управляющих преобразователем 2, и исключается вероятность захода в насыщение магнитопровода трансформатора.

Временные диаграммы по фиг.2 поясняют работу стабилизатора при числе импульсов п=б.

В предлагаемом устройстве исключена также возможность перекрытия открытых состояний транзисторов преобразователя 2 за счет формирования паузы между управляющими сигналами.

Формула и з о б р е т е н и я

Релейно-импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно включенные низкочастотный выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения первичной сети переменного тока, двухтактный преобразователь постоянного напряжения с трансформаторным выходом и высокочастотный выпрямитель, выход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, один из входов которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а другой вход — к выходу высокочастотного выпрямителя, релейный элемент, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала рассогласования, а выход — с первыми входами первого и второго элементов И, усилитель мощности, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И, а выходы — к управляющим входам двухтактного преобразователя постоянного напряжения, генератор прямоугольных импульсов, о т л и ч а— ю шийся тем, что с целью повышения надежности работы путем устранения нерегулярности перемагничивания магнитопровода двухтактного трансформатора преобразователя постоян1374201 6 входу счетчика п/2 импульсов, R-входы обоих счетчиков импульсов соединены с инвертирующим выходом первого триггера, и-й выход счетчика и импульсов подключен к К-входу первого триггера, нулевой выход счетчика

n/2 импульсов через инвертор соединен со счетным входом второго триггера и вторыми входами первого и второго элементов И, третьи входы которых подключены соответственно к неинвертирующему.и инвертирующему выходам второго триггера. ного напряжения, в него введены третий и четвертый элементы И, счетчик и импульсов, счетчик п/2 импульсов, первый и второй триггеры, инвертор, причем входы третьего элемента И соединены с выходами релейного элемента и генератора прямоугольных импульсов, а выход - co счетными входами

-счетчика и импульсов и первого триг- 1ð гера, входы четвертого элемента И подключены к выходу третьего элемента И и неинвертирующему выходу первого триггера, а выход — к счетному

Составитель Л.Морозов

Техред А. Кравчук Корректор JI.Ïàòàé

Редактор И.Рыбченко

Заказ 602/44

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие г Ужго г. жгород, ул.Проектная,4