Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания. Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения степени одностороннего насыщения выходного трансформатора. Устройство содержит задающий генератор 5, широтноимпульсный модулятор (ШИМ) 6, распределитель 9 импульсов, два элемента 10,11 совпадения, делитель 12 мощности и двухтактный инвертор 2, на выходе которого включен трансформатор 3, к вторичной обмотке которого подключены датчик 8 напряжения, датчик 13 производной магнитного потока, компаратор 16, дополнительный элемент 18 совпадения, элемент 19 задержки, элемент НЕ 20 и Д-триггер 21. На выходе ШИМ 6 формируются прямоугольные импульсы, определяющие открытое состояние транзисторов инвертора 2. Если напряжение с датчика 13 производной магнитного потока превышает опорный уровень, то срабатывает компаратор 16 и через элемент совпадения сбрасывает Д-триггер 21, снимая тем самым управляющие импульсы с транзисторов инвертора 2 и запирая их. Элемент 19 задержки разрешает сброс Д-триггера 21 сигналом с датчика только в зоне возможного насыщения трансформатора. Тем самым предотвращается глубокое насыщение стали трансформатора 3 и уменьшаются броски тока через силовые транзисторы инвертора 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1525835 А 1 (51) 4 Н 02 11 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

П И ГКНТ СССР

1 (21) 4314326/24-07 (22) 08,10.87 (46) 30.1!.89. Бюл. Ь" 44 (71) Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева (72) А. В. Карасев, О . В . Бака ев и Н,Г.Бакаева (53) 621 .314 .26 (088 .8) (56) Патент Великобритании N -1525544, кл. H 02 H 1/08, 1971.

Букреев C,Ñ. и др. Источники вторичного электропитания. H.: Радио и связь, 1983, с. 199.

2 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преоб.— разовательной технике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания. Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения степени одностороннего насыщения выходного трансформатора.

Устройство содержит задающий генератор 5, широтно-импульсный модулятор (1ilHI) 6, распределитель 9 импульсов, два элемента 10, l l совпадения, де1525835!

О литель 12 мощности и двухтактный инвертор 2, на выходе которого включен трансформатор 3, к вторичной обмотке которого подключены датчик 8 напряжения, датчик 3 производной магнитного потока, компаратор 16, дополнительный элемент 18 совпадения, элемент J 9 задержки, элемент НЕ 20 и

D-триггер 21. На выходе ЦИМ 6 формируютс я прямоугольные импульсы, определяющие открытое состояние транзисторов инвертора 2 ° Если напряжение с датчика 3 производной магнитного по

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в 20 источниках стабилизированного вторичнаго электропитания.

Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения степени одностороннего насыщения выходного трансформатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя постоянного напряжения, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу. 30

Преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) содержит источник 1 постоянного напряжения, питающий инвертор 2 с включенным на ега выходе трансформатором 3. К вторичной абмот- 35 ке трансформатора подключена нагрузка 4. Задающий генератор 5 импульсов подключен к широтно-импульсному модулятору 6, к нему же подключен источник опорного 7 и датчик выходного 8 40 напряжения инвертора. Вход распреде— лителя 9 импульсов подключен к широтно-импульсному модулятору, а прямой H инверсный выходы — к элементам совпадения 10 и 11 которые через 45 усилитель 12 мощности соединены с управляющими входами инвертора. Датчик

13 производной магнитного потока через выпрямитель 14 с нагрузкой 15 подключен к компаратору 16. К другому входу кампаратара подключен источник 17 опорного сигнала. Выход компаратара соединен с первым входом элемента 18 совпадения, а с вторым входом соединен через элемент 19 задержки выход широтно-импульсного модулятора ° Этот же выход через элемент

НЕ 20 соединен с тактовым входом Dтриггера 21, íà D-вход которого податока превышает опорный уровень, то срабатывает кампаратор 16 и через элемент совпадения сбрасывает D-триг гер 21, снимая тем самым управляющие импульсы с транзисторов инвертара 2 и запирая их. Элемент !9 задержки разрешает сброс D-триггера 21 сигналом с датчика только в зоне возможного насыщения трансформатора, Tel самым предотвращается глубокое насыщение стали трансформатора 3 и уменьшаются броски тока через силовые транзисторы ин верта ра 2. 2 ил. на единица, а R-вход соединен с выходом элемента !8 совпадения, Инверсный выход D-триггера соединен с третьими входами двух элементов 10 и 11 совпадения.

Преобразователь работает следующим образом.

На фиг. 2 показаны временные диаграммы напряжений в различных точках устройства . 22 — напряжение на выходе задающего генератора 5 23 — напряжение на выходе широтно-импульс— ного модулятора 6; 24 — напряжение на прямом выходе распределителя 9;

25 — напряжение на вторичной абмот— ке трансформатора 3; 26 — напряжение на выходе выпрямителя J4 27 — напряжение на выходе компаратара !6; 28 напряжение на выходе элемента !9 задержки; 29 — напряжение на выходе элемента !8 совпадения, 30 — напряжение на тактовом входе D-триггера;

31 — напряжение на инверсном выходе

D-триггера; 32 — напряжение на выходе элемента 11 совпадения, Пилообразное напряжение 22 задающего генератора 5, сравниваясь с разностью напряжений (U n ) и обратной связи в блоке 6,преобразуется в прямоугольные импульсы 23, определяющие длительность открытого состояния транзисторов инвертора и напряжение 25 нагрузки.

Если напряжение с датчика произ— водной магнитного потока, размещенного на трансформаторе инвертора, превышает опорный уровень источника ! 7, срабатывает компаратор 16 и через элемент 18 совпадения сбрасывает триггер 21, снимая тем самым управ5 15 ляющие импульсы с транзисторов инвертора и запирая их .

Элемент 19 задержки, который может быть выполнен по одной иэ схем одновибраторов, разрешает сброс триггера сигналом с датчика только в зоне возможного насыщения трансформатора, т.е. в конце управляющих импульсов. Тем самым предотвращаются ложные срабатывания обратной связи по производной магнитного потока на интервалах отпирания транзисторов.

Принудительное запирание транзисторов сигналом с датчика производной магнитного потока позволяет предотвратить глубокое насыщение стали трансформатора и уменьшить броски тока через силовые транзисторы. Триггер 21 восстанавливает нормальное состояние в начале каждой нулевой паузы сигналом 23 с широтно-импульсного модулятора.

В качестве элементов преобразователя могут быть использованы логические элементы 155, 530 ипи 561 серий.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с устройством прототипом обеспечивает уменьшение в .

2-3 раза амплитуды импульсов тока транзисторов инвертора, связанных с насыщением трансформатора. Тем самым уменьшаются потери, улучшается тепловой режим транзисторов и повышается надежность преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный инвертор, к выходу которого подключен выходной трансформатор, задающий генератор импульсов, подключенный к первому входу широтно-импульсного мо25835

40 дулятора, к второму входу которого подключен выход датчика выходного напряжения двухтактного инвертора, а к третьему входу — источник опорного сигнала, распределитель импульсов, вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, два элемента совпадения, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам распределителя импульсов, вторые входы подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, выходы элементов совпадения предназначены для подключения к управляющим входам инвертора, о т личающийс я тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения степени одностороннего насыщения выходного трансформатора, введены D-триггер, дополнительный элемент совпадения, элемент задержки, элемент НЕ, выпрямитель, компаратор с регулируемым порогом срабатывания, датчик производной магнитного потока выходного трансформатора, выход которого через последовательно соединенные выпрямитель и компаратор с регулируемым порогом срабатывания подклю-. чен к первому входу дополнительного элемента совпадения, к второму входу которого через элемент задержки подключен выход широтно-импульсного модулятора, выход дополнительного элемента совпадения подключен к входу сброса D-триггера, тактовый вход которого через элемент НЕ подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, D-вход D-триггера подключен к клеммам для подачи логической единицы, а инверсный выход подключен к третьим входам двух элементов совпадения.

1525835 иг. 2

Составитель E.Êàëèíêèí

Техред Л.Олийнык

Редактор А,Лежнина

Корректор З.Лончакова

Заказ 7238/51 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101