Многоканальный стабилизированный преобразователь

 

Изобретение относится к элект- poTBXHHKes в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано в многоканальных источниках питания. ЦелБ изобретения - уменьшение габаритов и массы преобразователя за счет уменьшения диапазона изменения его рабочей частоты. Преобразователь содержит транзисторньш ключ 3, трансформатор 5 с обмотками 4, 6 и 11, дроссель 13. Схема управления 18 вктаочает согласую дий каскад 19, блок обратной связи 21 и источник опорного напряжения 22. Введение дополнительной обмотки 24 дросселя 13 и диода 25 позволяет передать на выход первого кана:1а дополнительную мощность, в еличина которой прямо пропорциональначастоте, в то время как величина мощности, поступающая на выход второго канала , обратно пропорциональна частоте. При изменении тока нагрузки стабипизация напряжения в первом канале осзлцествляется за счет изменений скважности и частоты, ч то позволяет стабилизировать напряжение во втором канале при меньшем диапазоне изменения частоты работы преобразователя , 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

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

ОПИСАНИЕ NSOEPETEHNFI:: -

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4125517/24-07 (22) 29.09.86 (46) 30.03,88. Бюл. № 12 (72) В.И.Барабаш (53) 621.314.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 686729, кл. Н 02 М 3/335., 1970.

Авторское свидетельство СССР № 944015, кл. Н 02 М 3/335, 1980. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАН-

НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано в многоканальных источниках питания. Цель изобретения уменьшение габаритов и массы преобра. зователя за счет уменьшения диапазона изменения его рабочей частоты.

Преобразователь содержит транзисторный ключ 3, трансформатор 5 с абматKBMH 4, 6 и 11, дроссель 13. Схема управле)гия 7 8 вк.гючает согласующий каскад 79 блок обратной связи 21 и источник опорного напряжения 22.

Введение дополнительной обмотки 24 дросселя 13 и диода 25 позволяет передать на выход первого канала даполнптельную мощность, величина ка— торой прямо пропорциональна частоте, в та время как величина мощности, поступающая на выход второго канала, обратно пропорциональна частоте.

При изменении тока нагрузки стабилизация напряжения в первом канале осуществляется за счет изменений скважности и частоты, что позволяет стабилизировать напряжение во втором канале при меньшем диапазоне изменения частоты работы преобразователя. 2 ил, 1385205

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания и может быть использовано в многоканальных источни40 ках питания.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и массы преобразователя за счет уменьшения диапазона изменения его рабочей частоты. 10

На фиг, 1 приведена электрическая схема устройства, на фиг. 2— диаграммы токов и напряжений íà его . элементах.

Многоканальный стабилизированный преобразователь содержит входные выводы 1 и 2, между которыми в последовательной цепи включены транзисторный ключ 3 и первая обмотка 4 трансформатора 5, вторая обмотка 6 кото- 20 рого через первый выпрямитель 7 и первый фильтр 8 подключена к выходным выводам 9 и 10 первого канала, третья обмотка 11 трансформатора 5 через первую обмотку 12 дросселя 13, 25 второй выпрямитель 14 и второй фильтр

15 подключена к выходным выводам

16, 17 второго канала.. Схема управления 18 включает согласующий каскад

19, выходом соединенный с управляющим входом транзисторного ключа 3, а входом подключенный к первому выходу задающего генератора 20 и к выходу первого блока обратной связи

21, первый вход которого соединен с выходным выводом 9 первого канала, второй вход подключен к первому выходу источника опорного напряжения

Р

22 и второму выходу задающего генератора 20, второй блок обратной связи 23, первым входом соединенный с выходным выводом 16 второго канала, вторым входом подключенный к второму выходу источника опорного напряжения 22, а выходом соединенный со входом регулирования частоты задающего генератора 20, при этом дроссель 13 имеет вторую обмотку 24, которая через диод 25 подключена к выходным выводам 9 и 10 первого канала.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 20 формирует на своем первом выходе импульсы напряжения, скважность которых соответ55 ствует минимально допустимой скважности работы транзисторного ключа 3.

Эти импульсы поступают на вход corласующего каскада 19, где суммируются с выходным сигналом первого блока обратной связи 2I, Первый блок обратной связи 21 осуществляет сравнение выходного напряжения первого канала с напряжением на своем втором входе, которое представляет собой сумму постоянного напряжения источника опорного напряжения 22 и пилообразного напряжения со второго выхода задающего генератора 20, и формирует прямоугольные импульсы, скважность которых обеспечивает стабили зацию напряжения на выходе первого канала. Указанные импульсы усиливаются согласующим каскадом 19 и пос-, тупают на управляющий вывод транзисторного ключа 3, в результате чего на второй 6 и третьей 11 обмотках трансформатора 5 формируются импульсы напряжения, форма которых показана на диаграмме 26 (фиг. 2). При этом, соотношение между длительностью периода Т и длительностью отк1 рытого состояния транзисторного ключа 3 задается первым блоком обратной связи 21. Форма напряжения, поступающего на вход первого фильтра 8 после первого выпрямителя 7, показана на диаграмме 27, Импульсы напряжения, поступающие на вход второго фильтра 15 после второго выпрямителя 14, имеют длительность 12 (диаграмма 28), которая меньше длительности импульса напряжения Т„, на обмотке 11 на посУ\ тоянную величину h,t, определяемую временем, необходимым для насыщения сердечника дросселя 13 по цепи, его первой обмотки 12. Второй блок обратной связи 23 осуществляет сравнение выходного напряжения второго канала с постоянным напряжением на втором выходе источника опорного напряжения

22 и путем воздействия на вход регулирования частоты задающего генератора 20 изменяет его частоту таким образом, чтобы обеспечить стабилизацию на выходе второго канала.

Форма напряжения на первой обмотке 12 дросселя 13 показана на диаграмме 29. Энергия, запасаемая в сердечнике дросселя 13 в течение времени ht, затем выводится в интервале выключенного состояния транзисторного ключа 3 на выход первого канала через вторую обмотку 24 дросселя 13 и диод 25. форма тока в котором приве1385205

45 дена на эпюре 30. Величина энергии, накапливаемой в дросселе 13 в каждый период работы преобразователя, постоянна и определяется параметрами дросселя 13, следовательно мощность, поступающая на выход первого канала со второй обмотки 12 дросселя 13 прямо пропорциональна частоте работы преобразователя.

Рассмотрим два возможных случая отклонения работы преобразователя от режима номинальных нагрузок.

В первом случае в момент времени

t „ происходит уменьшение тока нагруз- 1 ки первого канала при сохранении номинальной нагрузки во втором канале.

При этом, возрастающее напряжение на выходе первого канала воздействует на первый блок обратной связи

21, который уменьшает длительность импульса (открытого состояния транзисторного ключа 3 (диаграмма 27).

В результате уменьшается длительность импульсов напряжения, поступающих на вход второго фильтра 15 (диаграмма 28), и выходное напряжение второго канала. Реагирующий на это изменение второй блок обратной связи

23 уменьшает частоту задающего генератора 20, увеличивает длительность импульса и период настолько, чтобы сохранить прежнюю скважность импульсов на входе второго фильтра 15.

Это достигается за счет того, что при уменьшении частоты уменьшается отношение интервала tt.t. к возрастающей длительности всего импульса .

В свою очередь, уменьшение частоты работы преобразователя приводит к уменьшению мощности, передаваемой на выход первого канала от второй обмотки дросселя 13, что позволяет первому блоку обратной связи 21 увег личить длительность импульса с а второму блоку обратной связи 23 соответственно уменьшить отклонение частоты от номинальной.

Во втором случае в момент времены

t происходит уменьшение тока наг,2 рузки второго канала при сохранении номинальной нагрузки в первом канале. При этом, возрастающее напряжение на выходе второго канала воздействует на второй блок обратной связи 23, который увеличивает частоту задающего генератора 20. Происходящее при этом уменьшение периода Т> и одновременно длительности импульса (диаграмма 27) приводит к умень5 шению скважности импульсов на входе второго фильтра 15 (диаграмма 28) за счет увеличения отношения интервала ht к уменьшающейся длительности импульса 7, и стабилизации напряжения на выходе второго канала, В свою очередь, увеличение частоты работы преобразователя приводит к уве3 личению мощности, передаваемой на выход первого канала от второй обмотки дросселя 13. Возрастающее при этом напряжение на выходе первого канала воздействует на первый блок обратной связи 21, который уменьшает скважность импульсов (и длительность импульса . ), что позволяет второму блоку обратной связи 23 уменьшить отклонение частоты от номинальной.

Таким образом, уменьшение габаритов и массы устройства, экономия меди и магнитных материалов достигается за счет того, что при уменьшении диапазона, изменения частоты работы преобразователя может быть. повышена нижняя граница этого диапазона. При широком же диапазоне изменения частоты ее увеличение ограничено час.тотными свойствами переключающих элементов (особенно для высоковольтных транзисторов) и уменьшением КПД. Кроме того, при отсутствии второй обмотки энергия, накапливаемая в сер-, дечнике дросселя, рекуперируется в питающий источник через третью обмотку трансформатора, первую его обмотку и силовую цепь транзисторного ключа, что ухудшает траекторию его выключения, увеличивая выд, еляемую в нем мощность. Передача энергии дросселя непосредственно на выход первого канала более предпочтительна как с точки зрения КПД, так и для повышения надежности транзисторного ключа.

Формула изобретения

Многоканальный стабилизированный преобразователь, содержащий по мень< шей мере один транзисторный ключ, трансформатор, первая обмотка которого включена последовательно с силовой цепью транзисторного ключа и подключена к входным выводам преобразователя, вторая обмотка через первый выпрямитель и первый фильтр подключена к выходным выводам первого

1385205

Составитель H.Öèøåañêàÿ

Техред Л. Олийнык Корректор А.Зимокосов

Ред ак тор И. С е гля них

Заказ 1418/50 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 канала, третья обмотка через первую обмотку дросселя, второй выпрямитель и второй фильтр подключена к выходным выводам второго канала и схему

5 управления, включающую согласующий каскад, выходом соединенный с управляющим входом транзисторного ключа, а входом подключенный к первому выходу задающего генератора и к выходу первого блока обратной связи, первый вход которого соединен с выходным выводом первого канала, второй вход подключен к первому выходу источника опорного напряжения и второму выходу задающего генератора, второй блок обратной связи, первым входом соединенный с выходным выводом второго канала,. вторым входом подключенный к второму выходу источника опорного напряжения, а выходом соединенный с входом задающего генератора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов за счет уменьшения диапазона изменения частоты преобразователя, введена ю вторая обмотка дросселя, которая через введенный диод соединена с выходными выводами первого канала.