Преобразователь постоянного напряжения в постоянное
Изобретение относится к электротехнике ,в частности, к устройствам электропитания, и может быть использовано для питания средств автоматики и вычислительной техники в условиях воздействия интенсивных помех по сети питания. Цель изобретения - уменьшение проникновения помех от входных цепей к нагрузке и наоборот. Преобразователь содержит по меньшей мере три цепочки 1,2,3, первая из которых включена между входными выводами преобразователя и состоит так же, как вторая и третья цепочки, из последовательно соединенных двух управляемых ключей, выполненных на транзисторах р-п-р и п-р-п типа проводимости, и накопительных конденсаторов 13,22,32, включенных между транзисторными ключами одной цепочки, а также многофазный генератор 44. Многофазный генератор 44 выполнен на управляемом генераторе 45 и распределителе импульсов 46. Преобразователь обеспечивает эффективное подавление пульсаций входного напряжения, защиту элементов преобразователя и входных цепей от короткого замыкания на выходе. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
g)>y) СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (31 1! 0 1 3/335
° > t f13 Iã.> (3((ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM
ПРИ ГННТ СССР (". ) ч ) 10 )>(1/2 >- )7 (2 ) 30.09. (>) (>() 15. 07. (((). 1)к);!. ((2« (71) Инс !ит" 1,в pxòвердых ма>(—
>>иа « >Ei А!! ) (;(;" (/.") )3.11. 1!>1нту>1o, A. H. 3оло.!)|хи>( и 1 . (i>. lгу-(ь"!t HK(> (!) (21. 31 i. "i (088. )) (>) )113 . ()i): ()е . !)и, !ет(:11| !)о (L,L ()(>21ь,, к 1. !1 ()2 ll 3/18, (130.
r"(I3 т о ) (к ((н ид е ) (. 1 ь с I i () (, (, (, k (>|(7 > i >, кл. !! 02 !1 3/3>35, 3! 7.
„„SU„„1494169 A 1 () (> ) 111 1;01) )) ЛЗОБАТ) !Е> 11ОСТОЯ Н НОГ 0 !!А!11>))Ж) j(jj)i Б 110(. !ОЯ11!!()Е (3 7 ) llз обре-те ние относится к элек тр:технике,,в частности к устройствам эл- Ii E)3î(ièòàiièÿ, и может быть исполь.3ов; 1>о для питания средств автомати>,и !1 !3!>н)!слитгль >ои техники в усло!
)и)х >(озде>1 тния интенсивных помех и(); ети питания. Цель изобретения у..i(и.!).ение проникновения п)мех от в:;одных цепей к нагрузке и нао(орот. !
lре,)брпзователь содержит по меньшей
3 149 мере Tp)t цепочки 1-3, первая
ТОрых !3 ключе на между ВхОдl)ь)ми Hl. )13(> дами преобразователя it состоит тдк же, как втарал и третья цепочки, из последовательно саед)!и с tt))> tY двух управляемых ключей, вьн)олнен)гых 11<1 транзисторах р-и-р )f и-р-и типа
ltPO13OJ3 Hi fOC ) ll > И НДК О ГПIТ(>ЛЫ!Ь>х )СОНДС И сатаров 13, 22, 32, вкпкченны:с м«яду
Tp1tt .зист<>p)ttitFftt клк I
44.."! >! ) Оф,> зный> гс нератор >4 вынс>лнен ii;) »p113:зяемам генс рдтîðo 45 и
5 р1ñпредеп!)Тел«и>н) ),c H чб. !1реобрд.)с»3;iт< пь <>бе не !Индет эффективна<
П (>>t 1 >3>l(if ИЕ ПУ I!>« .. 1 Ц1!й IЗХО (Н(,:) H <1)1 ря:1< ll) iH 3;нц>п у элементor> ) ре<) Г>разо)<;1 т«J)il t входи),гх цепей <>T корот10 i.(гс 3;> iiii(;>iiH>t нд выхо))е. 2 з.!l. ф-пы, и;).
1!з )Грете>п)е r!<>()t rc;. i, >.)) . тр(>— технике, и чд тн< т)! к ус. ) !» э))ектроиптдния, и»ожет быть )i«i> )>>ь— зовдио дпя нитанил средст)3 с)н )о)>() гики и f) t !i) f3c)iif l с .!) i !!i ij! 1 (хииlс ) j >< c J) теflclflillh!х llo. )«х !
io сети питан>!л.
Це J) Ft и з О б р сгl е н и я — у > f (. i t l > Ill (! ) 113 < .
П Poli)i>< >to)3«НИ >) l)o> IEХ OT 1> К<7, !! it !): )><. П(il нагрузке и наоборот. !!1 фиг. 1 предстдвле)!» схс мд с>писыв;!«маго преобрд 3андтеля; II;1 фпг. 2 схем:l рд )tp«JIHJ)p)3)fH импупьсс>в, нд фиг. 3 — нременндл диагрд!11!с) рд. преДc)li 1l>iл имн) Jt) C(>H H;i (rо ! (р«ОГ)разо)3<)ге>>1 содержит па мень-! це)) м«р три цепочки 1 — 3 тр;)н зисторtt)-t)(>с>)юч«11, пементы 4, ") )tдг(зк)), элементы 6 I стдбизп!з()ц)п! ндпряже- 35 схему 8 )ран>)()t»>t. 11(рн;)л це— по-tf.à 1 транзисторных к нвчей подключена к вхо)п)ым выл<с)дам преаб(>азо)здтели — попс->лите:iь) «>)у 9 и (> I ðIH)H"
T< I!>iloму 10 ) ывад;> 4 1!с1 очник. i женил 11 саде(>жит 1рднзисторы 1! )l 1?. разного (р-11 р и )1-р-и) типа ttp<»loit)f
)>ос Tlt > >)<1)w ()f)lt1 C
)кп)<>лен ный! меж;) у к<зплек тор (1)1 . Тра >)— зис ()(>0!3 1 1 Ii 1 2 > токОО! р 1нпчивснвцие р(> зистОры - < Il 1 5, >31<;I>o
)>еабхо (!им<>го режз)м>! по постояли»му току, вы ioJ»l(>it элемент (трап зистор) о)) гр<)нного переключателя 19, Трд))— зистор оптропного переключат<ля 19
coâ>tåcTío с рези тарами 17, 18 «Г>р:))5 зует фазo)tH>çåðс>)1»é касKàJ(уl ðдш)ål<ил транзисторами 11 и 12. )))Ордя 2 и третья 3 ценач е Й t > p e <) б р д .3 < > H;1 ò i. Jl >7 и а с т р о е н ы д и д и оги ill< ! )1«рнс)и I е!! )чкг 1 и подепк>ч(н!л
>>f )i(),i1, ii >< ;> (>рд 1 ) )1 <) д>)пс- >)>—
1)т())>;!я цс Па )ка " ) рд>) 3ист(>р><ых кп) > i«fi co i(ржи г трап.зис.Topbi О, 21, )1<)): >ни гс- )!..ный ьс нденсатс)р 2? > Тако:)) р.)нич:)в lкццие резне оры 23, 24, дион 2 ), ><к <)).>>I«ttftt»(i меж! . >солпектарам трап зистара 20 и накопи re..)ьным кондс н: i> T«(о."< 2, ре зис. Topi l 26-?8, выход>>ой .>пе)f<3ftT (>птр<;)ногo к.ночд 29.
Трет>,л цс.tin«»1 тра>! >ис Г! рных t(J))o»eff
3 (<>)I«pÿ<)t » patt(3>fcт<)ры 30, 3 1, нако1tH . л) >)ый канд«нс1тар 32, рези(. торы
33, 34, ди< д 35, вк:;юченный между ко.)лектор .: Тр>и! зи тара 31 и конден . 1 "ором 32, резисторь! 36- )8> выхoJ>,— най эп«)>)ент оптро>и)ого к»ючд 39. ! l;1) ру:)к)> 4 )! 5 !)Клюлены пардлпе>!ьно коппс нс,!1(>pftjtpol3<1ни >,(. »3 >t . Вывод 40
)i(>1рузак 4 5 и
32. !»»>3<>ды 41, ми с >е)!Ин! Иных я по!<ышенного напряяп !л ""л общим длл кон)!енсдтарав 22 и ! ч2 яв;)яются вь вода< О> J>
rn;ton, 22 и 32. 11;>(.апй и:зг рузке - »I 5 )3) !!>o— та б)3>)из дции напряжетеJII>I)(> кап>>«нС<)
3!Ь 311> llu С У:1 )i)P! )(>
ЧСНЫ ЭП Ff(llÏ>f
)и!л — последовательна соединенные ре «ист<>р б устдвки и входная цепь 7 оптронногс) переключателя. Схема Я управления содержит резистор 43, мно)офазный генератор >4, состоя)))ий из упр )вляемого ге )ератора >5 и распределителя )б импульсов, а также входные э>)с >t«Hты (светад)зады) «птронных к ii<>чей 19 2(3, 39. Резистор 43 нк.нвчен между входным выводом 9 и вход м управления генератора 45, а г;1 1 ;:.<с 131>ходОм оптрОИ1!Ога ключа 7 .
I>i,:поды J> 7-49 распредели", епя чб им>3 сиv(tд(> <»<>pми)>(>Г> Дн)1)l ) д )нorl(>плpi)ых напрлж ний или должны расс))i) Tptit)дтьСЯ;() К i t Ji ll<1 CVt ft !Д) Н) i >i ft BI РУЗ Ка В СПУ! 497» 16) 9
71\
75
II >>Iü(!oн подклю««Hbl к вхо,дным элс г (!и— тлм о>ттронньж ключей 19, 29, 39 соответствеl{lfo °
Рл: предели r«)! ь 46 импульсов (фиг. 2) содержит счетчик с дешифрлтором 50, первым и третьим выходом соединенный с входами элемента 11;И
51, вьжод которого через элемент
52 задержки «лепин«!{ с входом ;о<>мировлтсля 53 иглпульсо>з. Выход формирователя 53 импульсов явля. тся г.ыходом 47, второи и четB«p7 лй )3!.>ход>,! счетчика с дешифратором 51> — жодлми 48 и 49 распределителя 46 >н:пульсов.
Преобразователь раб<>7 лет c>>сдующим Об!)лэом.
В И сх од и о t (О C TO R >{ I I!{ П Л В ЫХО,<> Е преобразовлтс i>I (выводах 4!, 4.) нл: ряжения >f(т. 01)òðîHHûé ключ 7 за>). рт пс>этому напряжение, снимлемос (! делителя, обрл «овлнногс p()
0Hl! ПОСтуПЛЮГ НЛ ВХОД ОПтрОН><Ь>Х 1<ЛЮчей 19) 29, 39, прич< м нл >нжоде 4i импу:<ьсы формируются f3 д>л рл;л чаще, ч«м нл выходах 48 и 49. Ото при1)одит к тому, ч ro первая пенс >к 7 транзисторных ключей 1 участвует в работе преобразователя в днл рлэл чл це, чем иеп<)чки 2 и 3:«:ря)кл» нл<( пи ге>ть>{1.1>"1 конденс:лт<>p 3 в д<зл рл»л !B!<Р< Ч(X{ .:\ЛРЯж7VJÒСЯ Otf !(Ii .>ТОГ )
2? H 33 2. Введение в рлсп! с делит« ь
f6 импуль он элемент-1 52 элц!j)>l
21, 30 и 31), что обеспечивает минимум коммутационных потерь. Таким
>бразом гри правильно выбранной час1 55 тоте коммутации транзисторных цепочек 1 — 3 перекачка энергии от конденслто! л 13 к конд< нсат(.рлм ?2 H 32 осу>цестBляетс я к<за»ы>{ рлз нлчинл>т с
1". Л К C HM С>Л Ь Н О Г < ) !! 1 11 j Ч >f< (Н > { Я I Л К O 1{
ca Tope 13, С вьл<)1>ов < 1, 4 пр«с брл овлтеля с>и>млс тся пс вь!шенное напряжение, блиэк< е к в«:t!1 Соблю>1< к ;o о 1«рсдности комму тлции трлн зисторHflx п«1:(!<: ê 1-2-1 — 3-1... п приме>{с нис o» TpoiiHb!x ключей 19, 2 9. 39 для управ >с ния эти п> цеп< чками ПОЗВОЛЯЕТ Разле l H ВХОДНЫЕ ЦЕПИ: 7 ВЫХС Д>>ЫХ ЦЕПЕЙ, обеспечи>з высо кую но «е .О<у (. т<-йч»вость преобрлэовлтел... ДиОды 2. > и 3 ) )< !I<. Il() I!(! x т1);1!{зис> орных к !v) сй ." .и 3:»;lllilf)!>-.Y)T транзисторы 20 и 31 <) T joHcтви>1 напр Iaett»>I < брлтной:< лярн<).".ти (III!IIej)ciforo вклю» мом<.H i, > < г;<л > рл зисторнь>е ключи цепоче>, 2 и 3 э<>пс рты, T>(как сум,>арное tt7!tj>>! V<=>it!B ко><денсатор >в 22 !f 32 больше >лпряжения <>итлния! IO>1ОЧЕК . 11о r)ll! ровный 1, :;ением 6 уста>»ки у "тлнавливлется уровень стабипизируе.>ого повышенного напряжения. Пр« ..I{!I (. >t>t» нлпряже>>ия на выходе (1»ы>»одл>с < >, <2) ниже допустимо го с птр(H llый ключ 7 выключается и цикл повторяс т"!. Таким обрлэом осÄ«!< стнляется стлбилиэлпия >)»fxo Ограничение Toxл черс транзи торы 11, 12, 20, 1, 30, 31 1>ри заряде накопительнь>х f;otb7«f1<-.лт:.)ров 13, 22, 32 осуществляется ре «iстс)рами 14, 15, 23, 24, 33, 34, включеннь>ми в эмиттерные цепи ука -) ail>{bж транзисторовв, по цепям отрицат<. >ьной обратной связи, бла> о„>лря которь<м увеличение тока r»b!bie допустимого лрив< дит к запиранию трлнзист(р )в. !1< эт )и> корот1 I<94169 кое замыкание на выходе преобразователя не приводит к выходу его из строя> защищена и входная цепэ.. 11реобра:эователь > кроме <1lyttt ltIIII получения повьппе1шого (или раз нонолярного) напряжеэги, выполняет функцию коммутационного 1Л-фильтра. Âttåдеш<е дополнительного звена в такой фильтр (цепочки транзисторных ключей 1) позволяет значительно повысить фильтрацию преобразуемого напряжения. Таким образом, преобразователь обеспечивает значительное уменьшение 1О си.<ь<ьь<х помп х но се ти пит»ния, упростить конструкцию, у."<евьшить;1ассогабаритные показ зте11и Ilpiiiteit»er» для iаких целен у.элоII злектpollti, 30 ния. Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я 1. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий Зс по меньшей мере три цепочки, выполненные на последовательно соединенных двух транзист«рз;. р-и-р it и-р-и-тип» проводимости и накопительном l 10 саторе, вклпэ:I<.uIIOI. между тра II3II< Торами одной цс почк11, причем пер1» lн цепочка вклю<епа между входим п1 <ы— проникновения помех от входных цепей к нагрузке и наоборот; стабилизацию выходного напрлженил на задан<<сэм уровне; защиту злемс итон II1T<".ос р:<зователя и входн11х це1 и <11 1< 1. I I" ого замыкания на вь<хс<д<»; эффекти 11<ое по- 20 давление пульсаций входного на1 ряжения. Изобретение Iloзволит сделать зна— чительно более надежной работу устройств автоматики и вычис.штоль- 75 ной тoxTIIII:и в у< логн<ях воэдс и твин водами преобразователя, а также многофазный генератор, число фаэ которого соответствует числу цепочек, отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня импульсных помех, введены разделительные диоды, транзисторные оптронные ключи, цепь обратной связи, а последующие цепочки, кроме первой цепочки, подключены параллельпо накопительному конденсатору первой цепочки и каждая содержит раздслительный диод, вклю-1е нный между точкой соединения выходного вывода преобр»зователя с накопительным конденсатором и коллектором транзистора р-п-р-типа, соединенног0 с положительным вь:хоп— ным выводом и коллектором транзи;"fop» и-р-и-1ипа проводимости, cîåäèпенного с отриц;этельным выходным выВОДО-I. 2. Преобразовател1, по п. 1, о т л и ч а ю шийся lем, что многофазш<й генератор выполнен в виде управл>ьс и го генератора, соединен <огo с распределителем импульсов, со;1с.ржап1им счетчик с дешифратором, нечет— ные выходы которог :<одключены на вход элемента И1111, ныход которого соединен через элемент задержки с f 3. 1!реобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с це:п.ю защиты преобразователя и Вх<ьцш,х цепей от короткого зам>лк»ш1я на нагрузке, IJ змиттерную цег ь к»»1<эго из транзисторов указанных цепо « к HKJIIo÷oll резистор, 1494169 ЩаРЗ Составитель Н.Цишевская Техред Л.Олийнык Корректор П.Патай Редактор Л.Маковская Заказ 4125/ 3 Тираж 646 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г1(НТ СССР 1131Г15, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101
