Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения

 

И 4()Г)ретение относится к преобразовател. технике и может быть использоваии во 14-оричных источниках электропитания . Це b изобретения - расширение функциональных возможностей. Преобразователь содержит трансформатор 1 с отводами 2 и 3 от средних точек соответственно первичной и вторичной обмоток. Преобразователь работает в режиме повышения и понижения входного напряжения. Транзисторы (Т) 10 и 11 работают в противофазном режиме с переменным в зависимости от уровня входного напряжения коэфф. заполнения импульсного цикла. На этапе проводящего состояния одного из Т 10 или 11 происходит суммирование входного напряжения с напряжением на обмотке 7-3 или 6-3 и накопление в дросселе 16. На этапе запертого состояния Т 10 и 11 происходит суммирование входного напряжения и напряжения на дросселе 16. Регулирование выходного напряжения осуществляется введенным Т 12, работающим с переменным коэфф. заполнения. 3 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 Н 02 М 3 338

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4108022/24-07 (22) 29.07.86 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) М. В. Гельман, Х. К. Харасов, А. Ю. Степанов и А. В. Велин (53) 621.314.058 (088.8) (56) Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи.

М.: Энергия, 1972, с. 198, р. 71б.

Авторское свидетельство СССР № 485531, кл. Н 02 М 3/338, 1972. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) И «н>ретение относится к преобразовательii . гсхнике и может быть использовано во «горичных источниках электропитания. Це ь изобретения — расширение

„„SU„„1403286 А 1 функциональных возможностей. Преобразователь содержит трансформатор 1 с отводами 2 и 3 от средних точек соответственно первичной и вторичной обмоток. Преобразователь работает в режиме повышения и понижения входного напряжения. Транзисторы (Т) 10 и 11 работают в противофазном режиме с переменным в зависимости от уровня входного напряжения коэфф. заполнения импульсного цикла. На этапе проводящего состояния одного из Т 10 или

11 происходит суммирование входного напряжения с напряжением на обмотке 7 — 3 или

6 — 3 и накопление в дросселе 16. На этапе запертого состояния Т 10 и 11 происходит суммирование входного напряжения и напряжения на дросселе 16. Регулирование выходного напряжения осуществляется введенным Т 12, работающим с переменным коэфф. заполнения. 3 ил.

1403286 напряжений в некоторых точках указанных схем.

Преобразователь (фиг. 1) содержит тран- !5 сформатор 1 с отводами 2 и 3 от средних точек соответственно первичной и вторичИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке стабилизирующих источников электропитания, когда входное напряжение изменяется в широких пределах выше и ниже уровня выходного напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя.

На фиг. 1 представлена электрическая схема силовой части преобразователя; на фиг. 2 — электрическая схема системы управления; на фиг. 3 — осциллограммы (ой обмоток, выводами 4, 5 и 6, 7 от концов соответственно первичной и вторичной обмоток, два входных вывода 8, соединенных с отводом 2 от средней точки первичной обмотки трансформатора I, и общий вывод 9, три транзистора 10, 11, 12, два из которых

10 и 11 подключены эмиттерами к общему выводу 9, коллекторами соединены соответственно с выводами 4 и 5 от концов первичной обмотки, а третий регулирующий транзистор 12, соединенный коллектором с вы9одом 2 от средней точки первичной обмотки, эмиттером связан с выводом 3 от средней точки вторичной обмотки трансформатора 1, двухполупериодный выпрямитель

)3, 14, 1)1 С-выходной фильтр на диоде 15, дросселе 16 и конденсаторе 17, входной конденсатор 18, нагрузку 19, узел 20 управения с выводами 2! — 25, соединенными соотетственно с базами и эмиттерами транзисторов 10, 11, 12.

Узел 20 управления (фиг. 2) содержит генератор 26 стробирующих импульсов, делитель 27 частоты, вход которого соединен с выходом генератора 26, источник 28 регулируемого отрицательного опорного напряжения, усилитель 29 рассогласования, инвертирук)щий вход которого через соответствующие сопротивления соединен с выходом источника 28 опорного напряжения и положительным выводом нагрузки 19, генератор 30 пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом генератора 26 стробирующих импульсов, модулятор 31, инвертирующий вход которого подключен к выходу генератора 30, а неинвертирующий —к выходу делителя 32 напряжения, блок логических элементов 2И ЗЗ, объединенных по одному входу, связанному с выходом модулятора 31, а два других входа соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим выходами делителя 27 частоты, модулятор 34., неинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя 29 рассогласования, а инвертирующим — к выходу генератора 30, оптронн ы и ком м утатор 35, вход которого соединен с выходом модуля20

55 тора 34, блоки усилителей 36 и 37, входами соединенные соответственно с выходами блока логических элементов 33 и оптронного ко м м ута тор а 35.

На графике (фиг. 3) представлены осциллограммы напряжений на выходах генера тора стробирующих импульсов 26 делителя 27 частоты — Uqq и 0 7, усилителя 29 рассогласования — 149, делителя

32 напряжений — U, генератора 30 пилообразного напряжения — Upo, модуляторов

31 и 34 — U i и 1)д4, блоков усилителя

36 — 14 I, U22 и усилителя 37 — U23.

Преобразователь работает следующим образом.

В преобразователе (фиг. 1) предусмотрены два режима работы: режим повышения и режим понижения входного напряжения.

В режиме повышения напряжения на входные шины 8 и 9 подается напряжение Uq 9 ниже требуемого уровня выходного напряжения Vi> на нагрузке 19. Транзистор 12 постоянно открыт. Транзисторы 10 и 11 работают в противофазном режиме с переменным в зависимости от уровня входного напряжения коэффициентом заполнения импульсного цикла. На этапе проводящего состояния какого-либо из транзисторов 10 или 1! происходит суммирование входного напряжения Ua 9 с напряжением на обмотке соответственно 7 — 3 или 6 — 3 и накопление энергии в дросселе 16. На этапе запертого состояния транзисторов 10 и 11 происходит суммирование входного напряжения U8 9 и напряжения на дросселе 16. В итоге к нагрузке 19 прикладывается напряжение

U)

Регулирование выходного напряжения 1 |9 осуществляется транзистором 12, работающим с переменным коэффициентом заполнения импульсного цикла. На этапе проводящего состояния транзистора 12 энергия источника питания передается в нагрузку 19 и запасается в дросселе 16. На этапе запертого состояния транзистора 12 накопленная энергия передается в нагрузку

19. Напряжение нагрузки Uig меньше входНого 18 — 9

Система ут|равления (фиг. 2) работает следующим образом.

В исходном состоянии на шины 8 и 9 напряжение Ua 9 от источника питания не подается, не работают источник вторичного питания (не показан) и система 20 управления.

При подаче на шины 8 и 9 напряжения

I i> << от источника питания вступает в работу источник вторичного питания, обеспечивая для нормальной работы элементов схемы 20 управления следующие напряжения: +Еь — Еь +Ei,„, — Ei,„относительно

1403286

30

Формула изобретения

45 общей шины 9 и напряжения +Е и — E> относительно потенциально развязанной от общей шины 9 точки О. Стробирующие импульсы Uzp с генератора 26 поступают на синхронизирующий вход делителя 27 частоты, на парафазных выходах которого появляются соответственно импульсы 14т и С7 с коэффициентом заполнения импульсного цикла, равным 0,5, и сдвинутые один относительного другого на 180 . Одновременно с этим стробирующие импульсы 146 подаются на вход генератора ЗО, где они используются для формирования пилообразного напряжения Uqp. На выходе усилителя 29 рассогласования в результате суммирования опорного напряжения Ugg источника 28 отрицательного опорного напряжения и напряжения на нагрузке 19 — Uig формируется сигнал рассогласования U p. Сигнал рассогласования Uzp поступает непосредственно на неинвертирующий вход модулятора 34 и через делитель 32 напряжения — на неинвертирующий вход модулятора 31. Модуляторы 31 и 34, сравнивая соответственно напряжения U3 и U>p, поступающие на их неинвертирующие входы, с пилообразным напряжением Ugp генератора ЗО, формируют следующие сигналы. В режиме повышения входного напряжения Uq 9 на выходе модулятора 31 формируются импульсы Uq с переменным коэффициентом заполнения импульсного цикла, а на выходе модулятора

35 — постоянное напряжение Ua4. В режиме понижения входного напряжения 148 9 на выходе модулятора 31 — постоянное отрицательное напряжение, а на выходе модулятора 34 — импульсы с переменным коэффициентом заполнения импульсного цикла (не показаны). Блок логических элементов

33 распределяет управляющий сигнал Up на два канала. Выходные напряжения Upq и Озз блока логических элементов 33 усиливаются усилителями блока 36. Выходные напряжения U i и 14 блока усилителей

36 подаются на базы транзисторов IO и 11.

Управляющий сигнал 11з4 с модулятора 34 через оптронный коммутатор 35 поступает на инвертирующий вход усилителя блока

37. Выходное напряжение 14з усилителя блока 37 подается на базу транзистора 12.

Графики (фиг. 3) поясняют работу преобразователя. Генератор 26 формирует стробирующие импульсы 146, тактирующие работу делителя 27 частоты и генератора

30 пилообразного напряжения. На парафазных выходах делителя частоты устанавливаются соответственно импульсы V >-, и

Ст с коэффициентом заполнения импульсного цикла, равным 0,5, и сдвинутые по фазе один относительно дрх -ого на 180 .

На выходе генератора 30 формируется пилообразное напряжение U3p. На выходе усилителя 29 рассогласования устайавливается постоянное напряжение 149, уровень которого зависит от величины выходного напряжения U p. Делитель 32 напряжения снижает величину напряжения U>p до напряжения Uq. В режиме повышения входного напряжения Uq q модулятор 31 выдает импульсы Uzi, которые затем блоком логических элементов 33 распределяются на два канала и усиливаются блоком 36, выходными напряжениями которого являются напряжения Uzi u U .

Модулятор 34 в этом режиме выдает постоянное положительное напряжение Up<, которое подается на оптронный коммутатор

35 и усиливается блоком 37, выходом которого является напряжение U q. На нагрузку

19 подается напряжение U p, в котором присутствует переменная составляющая пульсаций Ui-,. В режиме повышения напряжения среднее значение напряжения на нагрузке выше напряжения источника питания.

Таким образом, использование изобретения позволяет регулировать напряжение на нагрузке вверх и вниз от уровня напряжения источника питания.

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный транзисторный инвертор с гальванической связью входа и выхода, первичная обмотка выходного трансформатора которого выполнена с отводом от средней точки, выходной двухполупериодный выпрямитель с DLC-фильтром, подключенный к вторичной обмотке трансформатора с отводом от средней точки, и узел управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введен регулирующий транзистор, включенный между отводами от средHHx точек первичной и вторичной обмоток выходного трансформатора.! 403286

1403286 29

Ь2

22 н

К у

Составитель И. Никитин

Редактор Н. Швыдкая Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 2879/51 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугиская наб., л. 4, 5

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