Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники, газоразрядных приборов. Цель изобретения - улучшение динамических параметров преобразователя за счет введения внутренней обратной связи. При уменьшении сопротивления нагрузки наступает такой момент, когда возрастающее напряжение на обмотках 10 и 16 дросселя насыщения 4 и 5 превышает убывающее напряжение на обмотке 14 трансформатора 3 - диод 12 открывается. Ток, протекаю щий по контурам I и II, вызывает в сердечниках трансформаторов 3 и 18 встречное действие, характеризующееся уменьшением времени перемагничивания по петле гистерезиса, что приводит к уменьшению среднего значения выходного напряжения, а следовательно, и тока нагрузки. В результате удается реализовать нагрузочные характеристики, что позволяет уменьшить предельные импульсные параметры элементов, а следовательно , и габариты устройства. 2 ил. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ш 4 Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ гг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ . flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4243602/24-07 (22) 18.05.87 (46) 07.02.89. Бюл. ¹- 5 (72) C.M.Kàëàøíèê, В.M.Áóðàêîâ, Г.А.Ерастов и В ° Н.Глуховский (53) 621.314.57(088.8) (56) Патент Великобритании ¹ 1604116, кл. Н 02 M 3/335, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1249666, кл. H 02 M 3/335, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ТОК (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники, газоразрядных приборов. Цель изобретения . — улучшение динамических параметров преобразователя за счет введе„„SU„„1457112 A 1 йия внутренней обратной связи. При уменьшении сопротивления нагрузки наступает такой момент, когда возрастающее напряжение на обмотках

10 и 16 дросселя насыщения 4 и 5 превышает убывающее напряжение на обмотке 14 трансформатора 3 — диод

12 открывается. Ток, протекающий по контурам I и II, вызывает в сердечниках трансформаторов 3 и 18 встречное действие, характеризующееся уменьшением времени перемагничивания по петле гистерезиса, что приводит к уменьшению среднего значения выходного напряжения, а следовательно, и тока нагрузки. В результате удается реализовать нагрузочные характеристики, что позволяет уменьшить предельные импульсные параметры элементов, а следовательно, и габариты устройства. 2 ил..1457112

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники, газоразрядных приборов.

Целью изобретения является улучшение динамических параметров преобразователя за счет изменения вольт- lO амперной характеристики.

На фиг.1 изображена схема преобразователя постоянного напряжения в ток; на фиг.2 — внешние вольт-амперные характеристики. 15

Преобразователь постоянного напряжения в ток содержит инвертор на транзисторах 1 и 2 и трансформаторе 3, дроссель насыщения на сердечниках 4 и 5 с первыми обмотками 6 и 20

7, обмотками управления 8 и 9 и вторыми обмотками 10 и 11, которые включены в цепи диодов 12 и 13, вторичных обмоток 14 и 15 трансформатора

3 и первичных обмоток 16 и 17 согласующего трансформатора 18. Вторичная обмотка 19 трансформатора 18 через выпрямитель 20 и фильтр 2 1 соедине- . на с выходными выводами для подключения нагрузки 22, в цепи которой стоит датчик 23 тока, соединенный через усилитель 24, транзистор 25, источник 26 управления, линейный дроссель 27, стабилитрон 28 с обмотками

8 и 9 управления дросселей насыщения. Источник 29 питания является. опорным для усилителя 24, в качестве которого может быть использован серийно выпускаемый дифференциальный усилитель. Между средней точкой 40 первичных обмоток 30 и 31 трансформатора 3 и точкой соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2 включен источник 32 питания. Транзисторы 1 и

2 управляются от сехмы 33 управления. 45

Усилитель 24, транзистор 25 и источник 29 объединены в блок 34 управления дросселями насыщЕния.. . Преобразователь напряжения работает следующим образом.

При подаче напряжения питания от источников 26, 29 и 32 схема 33 управления формирует управляющие импульсы для транзисторов 1 и 2. Пусть транзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается, сердечники 4 и 5 дросселей насыщения перемагничи-, ваются. Сердечник 4 выходит из режима насыщения, так как по обмотке

6 начинает протекать ток. Сердечник

5 насыщается тками, протекающими по обмоткам 9 и ll. Вторичная обмотка 19 трансформатора 18 через выпрямитель 20, фильтр 21 соединена с нагрузкой 22, в цепи которой включен датчик 23 тока, сигнал с которого сравнивается с сигналом опорного источника 29 и усиливается усилителем 24 блока 34 управления. Ток подмагничивания в цепи источника 26 регулируется транзистором 25. Линейный дроссель 27 служит для сглаживания четных гармоник напряжения, трансформируемых в цепь управления, стабилитрон 28 защищает от перенапряжений источник 26 и транзистор 25.

Пусть рабочая точка преобразователя находится в точке А (фиг.2).

При отсутствии обмоток 10 и 11 ВАХ (без цепи стабилизации) имеет вид, показанный на фиг.2 (кривая 35),т.е. сердечники 4 и 5 дросселей насьпцения работают в режиме токоограничения. Наклон ЬН/а? определяется коэффициентом квадратности К . Кривая

35 характеризует динамическую перегрузочную способность преобразователя. Когда время нарастания короткого замыкания меньше постоянной времени цепи обратной связи стабилизации, через все элементы схемы проходит ток, пропорциональный току перегрузки Т „ (фиг.2), который превышает максимальный ток. нагрузки I „ (фиг.2) в некоторых схемных вариантах в 1,5-3 раза, особенно при емкостном характере нагрузки. Это наряду с увеличением предельных токовых режимов элементов преобразователя недопустимо для некоторых нагрузок, Полярность на элементах схемы (фиг,1) соответствует открытому состоянию транзистора 1. Сердечник 4 из насыщенного состояния (насытился через обмотку 8) с малым индуктивным сопротивлением переходит в ненасыщенное состояние с большим индуктивным сопротивлением. Этот переход характеризуется ограничением тока, протекающего через транзистор 1. Ток, протекая через обмотку 30 трансформатора 3, трансформируется и от обмотки 15 протекает через обмотку 11 сердечника .5, диод 13, обмотку 17 (контур II) сердечник трансформатора 18 и в на1457112

rpy3Ky. Ток, протекая через обмотку 11, спосбствует насьпцению сердечника 5, который находится в управляющем полупериоде работы.

Одновременно с уменьшением сопротивления нагрузки увеличиваетсяиндуктивное сопротивление сердечника 4 и увеличивается падение напряжения на обмотках 6 и 10 сердечника 4. Когда напряжение на обмотке 10 превысит разницу напряжений между обмотками 14 и 16 сердечников трансформаторов 3 и 18, тогда открывается диод 12, т.е. начинает действовать внутреняя обратная связь по току нагрузки. Обмотки 10 и 14 сердечника 4 и трансформатора Э являются встречно направленными источниками для контура I т.е. вычитаются магнитные потоки из трансформаторов на сердечниках трансформаторов 3 и 18.

Когда открыт транзистор 1, сердечник 4 находится в рабочем состоянии.

Обмотка 10 не приводит к перемагничиванию сердечника 4 до насыщенного состояния. Это возможно в том случае, если сердечник рассчитывается на режим короткого замыкания на полное напряжение питания. Когда начинает действовать обмотка 10 сердечника 4, ток через обмотку 6 уменьшается, уменьшается падение напряжения на моботке 30 и увеличивается напряжение на обмотке 6.

Токи контуров I u II вызывают в сердечниках трансформаторов 3 и 18 встречное. действие, характеризующе- еся уменьшением времени перемагничивания по петле гистерезисов, что приводит к уменьшению среднего значения выходного напряжения, а следовательно, и тока нагрузки.

В результате удается реализовать нагрузочные характеристики, показанные на фиг.2 (кривые 36-38). Степень загиба зависит от количества витков обмоток 10 и 11 и от коэффициента трансформации трансформатора 3.

Таким образом, в преобразователях постоянного напряжения в ток, имею1р щих структуру инвертор — преобразователь источника напряжения в источник тока, улучшаются динамические параметры преобразователя и его вольтамперной характеристики за счет вве15 Деиия внутрЕнней обратной связи в дросселях насыщения по току нагрузки. формула и з о б р е т е н и я

Преобразователь постоянного на20 пряжения B lIocToHHHoe содержащий двухтактный транзисторный инвертор, в коллекторах транзисторов которого включены первые обмотки дросселей насыщения, вторичные обмотки

25 трансформатора инвертора соединены через вторые обмотки дросселей насьпцения с первичными обмотками согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямитель и фильтр с выходными выводами преобразователя, датчик тока, включенный последовательно в цепь нагрузки и подсоединенный к входу блока управления, выход которого

35 подключен к обмоткам управления дросселей насыщЕния,, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения динамических параметров преобразователя за счет изменения . вольт-амперной характеристики, введены диоды, которые соединяют вторые обмотки дросселей насыщения с первичной обмоткой согласующего трансформатора, средняя точка кото45 рого соединена со средней точкой трансформатора инвертора.

1457112

Ин ихх

Унтах

1н

Составитель Н.Цишевская

Техред М.Коданич

Редактор А.Ворович

Корректор И.Муска!

,",. зводс;венке-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7488/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ .осуцарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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