Релейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности путем исключения возможности замагничивания сердечника силового трансформатора ключевого преобразователя из-за временной несимметрии сигналов управления. Ключевой преобразователь 2 управляется выходными импульсами, формируемыми по сигналам с выходов элементов И 6 и 8 усилителем 7 мощности. Выходное напряжение устройства сравнивается с эталонным компаратором 4 напряжения, на выходе которого формируется сигнал логической единицы в случае, если выходное напряжение ниже заданного. Генератор 5 разнополярных прямоугольных импульсов формирует на своих выходах несимметричные напряжение, причем длительность импульсов на его втором выходе равна времени гарантированного запертого состояния транзисторов ключевого преобразователя, что исключает появление в нем режима "сквозных токов". Импульсы с второго выхода генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов синхронизируют переключение D-триггера 11, обеспечивая возможность его переключения с частотой в два раза меньшей, чем частота генератора 5. Таким образом, на выходе элементов И 6 и 8 всегда формируется только пара импульсов постоянной длительности, определенной напряжением на первом выходе генератора 5. Регулирование напряжения на выходе осуществляется изменением количества пар несимметричных импульсов, поступающих на управляющие входы ключевого преобразователя 2 с выхода усилителя 7 мощности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„15344

А1 (51) 5 С 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4333276/24-07 (22) 30.11.87 (46) 07.01.90. Бюл. У 1 (72) И.В.Ревис, А.В.Барко и Б.С.Звыков (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 669918, кл. G 06 F 1/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 717736, кл. G 05 F 1/56, 1980.

2 (54) РЕЛЕЙНО-ИИПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повышение надежности путем исключения возможности замагничивания сердечника силового трансформатора ключевого преобразователя из-за временной несимметрии сигналов управлеI! 3 15344 ния. Ключевой преобразователь 2 управляется выходными импульсами, формируемыми по сигналам с выходов элементов И 6 и 8 усилителем 7 мощности.

Выходное напряжение устройства сравнивается с эталонным компаратором 4 напряжения, на выходе которого формируется сигнал логической единицы в случае, если выходное напряжение ниже заданного. Генератор 5 разнополярных прямоугольных импульсов формирует на своих выходах несимметри .ное напряжение, причем длительность импульсов на его втором выходе равна време- 15 ни гарантированного запертого состояния транзисторов ключевого преобразователя, что исключает появление в

37 нем режима сквозных токов". Импульсы с второго выхода генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов синхронизируют переключение D-триггера

11, обеспечивая возможность его переключения с частотой, в два раза меньшей, чем частота генератора 5 ° Таким образом, на выходе элементов И 6 и 8 всегда формируется только пара импульсов постоянной длительности, определенной напряжением на первом выходе генератора 5. Регулирование напряжения на выходе осуществляется изменением количества пар несимметричных импульсов, поступающих на управляющие входы ключевого преобразователя

2 с выхода усилителя 7 мощности. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам стабилизации вторичного электропитания радиоэлектронной и вычислительной техники.

Целью пзобретени- .;вляется повышение надежности путем исключения возможности замагничивания сердечника выходного трансформатора ключевого преобразователя из-за временной несимметрии сигналов управления.

На фиг.1 показана функциональная схема релейно-импульсного стабилиза35 тора постоянного напряжения, на фиг.2временные диаграммы, поясняющие его работу.

Релейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит сете40 вой выпрямитель 1 с фильтром, входы которого являются входными выводами, а выходы подключены соответственно к силовым входам ключевого преобразователя 2 напряжения с выходным транс- 45 форматором, выходы которого соединены с входами выходного выпрямителя

3 с фильтром, выходы которого подключены к выходным выводам и входу компаратора 4 напряжения, генератор 5

50 разнополярных прямоугольных импульсов первый выход которого соединен

1 с первым входом первого элемента И 6, выход которого соединен с первым входом усилителя 7 мощности, к второму

55 входу которого подключен выход второго элемента И 8, а выходы усилителя

7 мощности подключены соответственно к управляющим входам ключевого преобразователя 2 напряжения, первый счетный триггер 9, вход которого подключен к первому выходу генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов, к которому также подключен первый вход второго элемента И 8, к второму входу которого подключен второй выход первого счетного триггера 9, второй выход генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов соединен с входом второго счетного триггера

10, D-триггер 11, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И 6 и 8, информационный вход В-триггера подключен к выходу компаратора 4 напряжения, а вход синхронизации — к выходу третьего элемента И 12, к первому входу кото-. рого подключен второй выход генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов, а к второму — выход второго счетного триггера 10.

Релейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

В установившемся режиме работы компаратор 4 напряжения осуществляет сравнение поступающего на его вход с выходных выводов стабилизатора напряжения обратной связи (0C} с имеющимся в нем опорным напряжением, усиливает сигнал рассогласования и преобразует его в сигнал, согласованный по уровням с сигналами логических элементов. При этом в случае уменьшения напряжения ОС относительно заданного значения на выходе компара5

15

55

5- 153 тора напряжения формируется сигнал ,логической "1", а в случае увеличения — сигнал логического "0". Выходной сигнал.компаратора 4 напряжения поступает на информационный вход D-триггера 11. Особенностью работы D-триггера 11 является то, что изменения сигнала на его информационном входе вызывают изменения на выходе только в том случае, если на входе синхронизации имеется сигнал логической "1". Если же на входе синхронизации имеется сигнал логического "0", вьгход D-триггера при изменении сигнала на информационном входе сохраняет свое состояние, т.е. триггер находится в режиме хранения. Для использования данного режима работы D-триггера

11 в устройстве имеются счетный триггер 10 и элемент И 12, на входы которых поступает сигнал с второго выхода генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов. При этом на выходе элемента И 12 формируются положительные импульсы, длительность которых равна длительности положительных импульсов на втором выходе генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов, а период повторения этих импульсов вдвое больше периода повторения импульсов на выходе генератора

5, Сформированные элементом И 12 импульсы опроса поступают на вход синхронизации В-триггера 11. Изменение выходного сигнала D-триггера 11 под воздействием изменений усиленного и преобразованного компаратором 4 напряжения сигнала ОС может произойти только в момент наличия импульса опроса на входе синхронизации D-триггера 11, а в промежутках между импульсами опроса изменения сигнала

0С не вызывают изменений выходного сигнала D-триггера 11, так как триггер находится в режиме хранения. Выходной сигнал D-триггера поступает на входы элементов И 6 и 8. Эти элементы совместно со счетным триггером

9 и усилителем 7 мощности используются для формирования импульсов управления транзисторами ключевого преобразователя 2 напряжения. Импульсы управления формируются указанными элементами из последовательности импульсов, снимаемых с первого выхода генератора 5 разнополярных прямо- . угольных импульсов. Импульсы на выходах генератора 5 парафазны. Импульсы, 4437 6 снимаемые с первого выхода генератора !

5, делятся по частоте счетным триггером 9 и в противофазе поступают на соответствующие входы элементов И 6 и 8. Кроме того, импульсы с генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов поступают на входы элементов

И 6 и 8 непосредственно, что позволяет сформировать паузы фиксированной длительности между импульсами, управляющими работой транзисторами ключевого преобразователя 2 напряжения.

Длительность импульсов и пауз жестко задается частотой и скважностью сигнала от генератора 5 разнополярных прямоугольных импульсов.

Выработка импульсов, управляющих работой транзисторов ключевого преобразователя 2 напряжения, осуществляется таким образом, что при наличии на выходе В-триггера в промежутке между двумя соседними импульсами опроса сигнала логической "1" на выходе элементов И 6 и 8 формируется пара сдвинутых по фазе на 180 импульсов, которые усиливаются усилителем 7 мощности и поступают на управляющие входы б ключевого преобразователя 2 напряжения. Если в промежутке между двумя соседними импульсами опроса на выходе D-триггера присутствует сигнал логического "0", импульсы на выходах элементов И 6 и 8 не формируются.

Таким образом, осуществляется замкнутая с помощью цепи ОС сйстема регулирования напряжения на выходе устройства.

На временных диаграммах (фиг.2) показаны основные сигналы рассмотренной функциональной схемы стабилизатора напряжения. Из них следует, что управление ключевым преобразователем напряжения осуществляется всегда парами импульсов со сдвигом фазы на

180 и с паузой между импульсами. Исключены такие режимы работы стабилизатора напряжения, когда импульсы управления ключевым преобразователем имеют разную длительность (временную несимметрию), приводящую к замагничиванию выходного трансформатора преобразователя.

Формула изобретения

Релейно-импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий сетевой выпрямитель, входы которого

1534437 соединены с входными выводами, а выходы через сетевой фильтр подключены соответственно к силовым входам клю- чевого преобразователя напряжения с выходным трансформатором, выходы ко5 торого соединены с .входами выходного выпрямителя, выходы которого через выходной фильтр подключены к выходным выводам и входу компаратора напряжения, генератор разнополярных прямоугольных импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом усилителя мощности, к второму входу которого подключен выход второго элемента

И, а выходы подключены соответственно к управляющим входам ключевого преобразователя напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения надежности путем исключе,ния возможности замагничивания сердечника выходного трансформатора ключевого вреобразователя из-за вре- 5 менной несимметрии сигналов управления, в.него введены два. счетных триггера, D-триггер и третий элемент И, а генератор разнололярных прямоугольных импульсов выполнен несимметричным с длительностью импульса на его втором выходе, равной гарантированному времени запертого состояния транзисторов ключевого преобразователя напряжения, при этом вход первого счетного триггера подключен к первому выходу генератора разнополяр. ных прямоугольных импульсов, к которому также подключен первый вход второго элемента И, первый выход первого счетного триггера подключен к второму входу первого элемента И, второй выход первого счетного триггера подключен к второму входу второго элемента И, второй выхог, генератора разнополярных прямоугольных импульсов соединен с входом второго счет-ного триггера и с первым входом третьего элемента И, к второму входу к::торого подключен выход второго счет- ного триггера, выход 3-триггера сое-динен с третьими входами первого и второго элементов И, информационный вход В-триггера подключен к выходу компаратора напряжения, а его вход синхронизации подключен к выходу третьего элемента И.

1534437

Вы од/

2 АРФ Ф/РУФА

Вол ЫЗ

s err epc rnogu миг

rgcazepe У

8ornl

Aауд Ф Ф авиа М

gyrator h Я

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 41 Тирах 639 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ CCCP

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

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

ЮхЫ Г фа уанмоци

Э-грмгеЧ

&Ы/

Ннро нмциам

Q м)ФЖЫ М/ Ма ад

n3" pj)v8e 67

Составитель Ю.Опадчий

Техред Л. Сердюкоав Корректор 3,Лончакова