Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиозлек- , тронной аппаратуры переменным напряжением . Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного синусоидального напряжения путем снижения нелинейных искажений при малых токах нагрузки . Силовой канал статического преобразователя включает в себя последовательно включенные инвертор 1 класса Д и фильтр 2 нижних частот. Стабшш/7 о- 2в bL. зация выходного напряжения осуществляется с помощью узла 3 обратной связи , вход которого соединен с выходными выводами 31, 32, а выход - с регулирующим входом инвертора 1. Для обеспечения неизменности амплитудночастотнойхарактеристики фильтра 2 при малых токах нагрузки производится принудительная подгрузка статического преобразователя. В нормальном режиме с номинальным током нагрузки датчик тока 33 вырабатьшает напряжение для открытия транзистора 17 и закрытия транзистора 20 транзисторного усилителя -16 переменного тока. При снижении тока нагрузки выходной сигнал датчика 9 уменьшается, усилитель 16 изменяет свое состояние и к.выходным выводам 3, 32 подключаете подгруз очный резистор 26. Резисторы 18, 21 обратной связи обеспечивают линейность нарастания тока подгрузки по мере снижения тока нагрузки. 2 з.п. сЬ-л ы, 1 ил. € (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (1% (И) 2 А1 ((1 4 Н 02 М 7/537

32ИЯ3, Д3

ГГНП ;» i .„, „,((.,",цд

Е БлИО! (-.-. -

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4154694/24-07 (22) 04.12.86 (46) 07.02.89. Бюл, Р 5 (72) Е.Ф.Марченков, Л.Н.Морозов, С.И.Харин, Л.В.Демина и А.В.Карелин (53) 621.314.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 920677, кл. Н 02 M 7/537, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1102009, кл. Н 02 М 7/515, 1982, (54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПО СТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры переменным напряжением. Цель изобретения — улучшение формы кривой выходного синусоидального напряжения путем снижения нелинейных искажений при малых токах нагрузки.Силовой канал статического преобразователя включает в себя последовательно включенные инвертор 1 класса

Д и фипьтр 2 нижних частот. Стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью узла 3 обратной связи, вход которого соединен с выходными выводами 31, 32, а выход — с регулирующим входом инвертора 1. Дпя обеспечения неизменности амплитудночастотной:характеристики фильтра 2 при малых токах нагрузки производится принудительная подгрузка статического преобразователя. В нормальном режиме с номинальным током нагрузки датчик тока 33 вырабатывает напряжение для открытия транзистора 17 и закрытия транзистора 20 транзисторного усилителя 16 переменного тока. При снижении тока нагрузки выходной сигЮ нал датчика 9 уменьшается, усилитель

16 изменяет свое состояние и к выходным выводам 3! 32 подключаетсй подгрузочный резистор 26, Резисторы 18, С

21 обратной связи обеспечивают линейность нарастания тока подгруэки по мере снижения тока нагрузки. 2 з.п.

Ь-лы, 1 ил. вы

4ь

1457128

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектрон5 ной аппаратуры переменным напряжением с низким содержанием гармонических составляющих.

Целью изобретения является улучше» !р ние формы кривой выходного синусоидального напряжения путем снижения нелинейных искажений при малых токах нагруз ки.

На чертеже представлена функцио- !5 нальная схема статического преобразователя постоянного напряжения в переменное.

Устройство содержит инвертор 1 класса Д, фильтр 2 нижних частот, 20 узел 3 обратной связи с согласующим трансформатором 4, выпрямителем 5, сглаживающим фильтром 6, блоком ?, опорного напряжения, усилителем 8 сигнала рассогласования, датчик 9 25 тока с входным резистивным шунтом

10, трансформатором 11 напряжения, двухполупериодным выпрямительным блоком на диодах 12 и 13 и сглаживающим

RC-фильтром на резисторе 14 и кон- 30 денсаторе 15, транзисторный усилитель 16 с первым транзисторным каскадом на транзисторе 17 и резисторах

18 и 19, вторым транзисторным каскадом на транзисторе 20 и резисторе 21 и мостовой выпрямитель на диодак

22-25, подгрузочный резистор 26.

На схеме обозначены входные выводы 27 и 28 устройства, предназначенные для подключения первичного ис- 40 точника питания, выходные выводы

29 и 30 фильтра 2 нижних частот, а также выходные выводы 31 и 32 устройства, предназначенные дпя подключения нагрузки, которой присвоена 45 позиция 33. Инвертор 1 класса Д и фильтр 2 нижних частот включены последовательно. Питающий вход инвертора 1 соединен с выводами 27 и 28, а выходной вывод 29 фильтра 2 — с вы50 водом 31. Вход узла 3 обратной связи (первичная обмотка согласующего трансформатора 4) подключен к выводам 31 и 32, а выход (выход усилителя 8 сигнала рассогласования) — к регули55 рующему входу инвертора 1. В узле 3 обратной связи вход выпрямителя 5 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 4, а выход —. с входом сгла" живающего фильтра 6, сигнальный вход усилителя 8 сигнала рассогласования подключен к выходу сглаживающего фильтра 6, а опорный вход — к выходу блока 7 опорного напряжения. Вход датчика 9 тока (например, выводы входного резистивного шунта 10) соединен с выводами 30 и 32. Подгрузочный резистор

26 подключен к выходным выводам транзисторного усилителя 16, вход последнего соединен с выходом датчика 9 тока. В датчике 9 тока первичная обмотка, трансформатора 11 напряжения соединена с выводами резистивного шунта 10, вход двухполупериодного выпрямительного блока 12-13 подключен к вторичной обмотке трансформатора 11, вход сглаживающего RC-фильтра 14-15 соединен с выходом выпрямительного . блока 12 и 13, а выход является выходом датчика 9 тока. В транзисторном усилителе 16, включенном на выходе постоянного тока мостового выпрямителя на диодах 22-25, два транзисторных каскада соединены последовательно, выполнены по схеме с общим эмиттером и снабжены отрицательной обратной связью по напряжению, функции кото« рой выполняют резисторы 18 и 21.

При этом вход первого иэ транзисторных каскадов (эмиттер-базовый переход транзистора 17) является управляющим входом усилителя 16, выходной вывод мостового выпрямителя 22-25 отрицательной полярности соединен с эмиттерами транзисторов 17 и 20, а выходной вывод положительной полярности, соединенный с коллекторной цепью первого транзисторного каскада, и коллектор транзистора 20 второго каскада — с выводами дпя подключения подгрузочного резистора 26.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на выводы 27 и 28 питающего напряжения постоянного тока инвертор 1 класса Д вырабатывает псевдосинусоидальный сигнал. Длительности составных импульсов псевдосинусоидального напряжения промодулированы по синусоидальному закону.

Фильтром 2 нижних частот осуществляется выделение из псевдосинусоидального напряжения первой гармоники, соответствующей заданной частоте выходного напряжения статического преобразователя. С помощью узла 3 обратной связи обеспечивается стабилизация вьг

1. Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий инвертор класса Д с фильтром нижних частот на выходе, соединенным с выходными выводами преобразователя, узел обратной связи, вход которого подключен к выходным выводам преобразователя, а выход— к регулирующему входу инвертора, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного синусоидального напряжения путем снижения нелинейных искажений при малых токах нагрузки, введены датчик тока, мостовой выпрямитель, транзисторный усилитель и подгрузочный резистор, причем вход датчика тока включен последовательно в выходную цепь между выводом фильтра нижних частот и выходным выводом преобразователя, входные выводы переменного тока мостового выпрямителя подключены к выходным выводам преобразователя, к выходным выводам постоянно-. го тока мостового выпрямителя подключен транзисторный усилитель, к выходным выводам которого подключен подгрузочный резистор, а входной вывод усилителя соединен с выходом датчика тока.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что датчик тока содержит в выходной цепи последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и сглаживающий RCфильтр, выход которого является выходом датчика тока.

30 з

145712 ходкого напряжения. При этом сигнал обратной связи трансформируется трансформатором 4, выпрямляется выпрямителем 5 и сглаживается фильтром 6, Усилитель 8 сигнала рассогласования срав5 нивает постоянное напряжение с выхода фильтра 6 с опорным напряжением, вырабатываемым блоком 7 опорного напряжения, и усиленным разностным сигна- О лом управляет инвертором 1, изменяя длительности составных импульсов псевдосинусоидального напряжения (с сохранением синусоидального закона модуляции) °

Анализ частотного спектра псевдосинусоидального напряжения показывает, что в нем из-за несовершенства реализации сигналов в классе Д (из-за конечных падений напряжения на насыщен- 2О ных транзисторах, из-за наличия в транзисторном мосту инверсных токов в случае не чисто активной нагрузки запаздывания при переключении транзисторов и т.д.) имеются гармоники 25 с порядковыми номерами, располагающимися ниже несущей частоты, причем в режиме статического преобразователя, близком к холостому ходу, имеет место резкое ухудшение .частотного спектра псевдосинусоидального напряжения, что влечет за собой существенные возрастания нелинейных искажений выходного напряжения статического преобразователя. Для предотвращения этого негативноro явления при малых токах нагрузки осуществляется принудительная подгрузка статического преобразователя.

Процесс подгрузки реализуется функциональным взаимодействием датчика 9 тока и мостового выпрямителя 2225 с транзисторным усилителем 16..

Если в нормальном рабочем режиме при номинальном токе нагрузки на выводах 45 резистивного шунта 10 имеется падение напряжения, которое после трансформации трансформатором 11, выпрямпения выпрямительным блоком 12-13 и сглаживания RC-фильтром 14-15 обеспечивает открытое состояние транзистора 17 и закрытое — транзистора 20, то при значительном снижении тока нагрузки выходной сигнал датчика 9 тока оказывается малым и транзисторный усилитель 16 переходит в состояние, предусматривающее подключение подгрузочного резистора 26. При этом ток подгрузки в течение одного полуперио8

4 да протекает по цепи: вывод 31, диод

22, резистор 26, коллектор-эмиттерный переход транзистора 20, диод 25, вывод 32, а в течение другого полупериода — по цепи: вывод 32, диод 23, резистор 26, коллектор"эмиттерный переход транзистора 20, диод 24, вывод

31. За счет резисторов 18 и 21 отрицательной обратной связи обеспечивается линейность нарастания тока подгрузки по мере снижения нагрузочного тока. Таким образом, форма выходного напряжения при малых токах нагрузки не претерпевает существенных изменений и коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения статического преобразователя остается в допустимых пределах.

Формула и з о б р е т е н и я

5 1457128 6

3. Преобразователь.по п. 1, о т- связью по напряжению транзисторных л и ч а ю шийся тем, что тран- каскада, базовый вывод первого из них зисторный усилитель содержит два по- подключен к входному выводу усилитеследовательно соединенных, выполнен- ля, а коллекторный вывод второго5 ных по схеме с общим эмиттером и к его выходному выводу, снабженных отрицательной обратной

Составитель И.Войтович

Редактор А.Ворович Техред М.Дидык КорректорС.Черни

Заказ 7492/56 - Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r ужгород, ул. Проектная, 4