Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания различной аппаратуры. Целью изобретения является расширение области применения и повышение надежности . Стабилизация выходного напряжения обеспечивается с помощью следящей системы, изменяющей длительность импульсов широтно-импульсного модулятора 2. При выходе из строя одного из транзисторов усилителя 7 мощности напряжение с выхода интегрирующей RC-цепи 14 становится больше порогового напряжения источника 17 и компаратор 16 переключается в другое состояние. Селекторы 3 и 4 запираются сигналом с выхода инвертора 18. Преобразователь выключается, что исключает аварийные ситуации в нем. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730205/07 (22) 15.08.89 (46) 15.09.91. Бюл. hh 34 (72) В.А. Белов (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 479101, кл. Н 02 М 3/337, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1436233, кл. Н 02 М 3/337, 1988. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания различной аппаратуры.

Целью изобретения является расширение

Изобретение относится к; электротехнике, в частности к устройствам преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе.

Целью изобретения является расширение области применения и повышение надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Стабилизирующий преобразователь содержит задающий генератор 1, через широтно-импульсный модулятор 2, селекторы

3 и 4, предварительные усилители 5 и 6, усилитель 7 мощности, выпрямитель 8 и фильтр 9 подключенный к выходным выводам 10 и второму входу широтно-импульсного модулятора. Вход счетного триггера 11 подключен к выходу задающего генератора, а выходы — к вторым входам селекторов 3 и

4, Выход широтно-импульсного модулятора,,„Я „„1677814 А1 (я)5 Н 02 М 3/337, G 05 F 1/56 области применения и повышение надежности. Стабилизация выходного напряжения обеспечивается с помощью следящей системы, изменяющей длительность импульсов широтно-импульсного модулятора

2. При выходе из строя одного из транзисторов усилителя 7 мощности напряжение с выхода интегрирующей RC-цепи 14 становится больше порогового напряжения источника 17 и компаратор 16 переключается в другое состояние. Селекторы 3 и 4 запираются сигналом с выхода инвертора 18, Преобразователь выключается, что исключает аварийные ситуации в нем. 2 ил. кроме того, через первый инвертор 12, логический элемент И 13, интегрирующую RCцепь 14, резистор 15 подсоединен к первому входу компаратора 16, второй вход которого подключен к выходу источника,17 порогового напряжения, а выход — через второй инвертор 18 к третьим входам селекторов 3 и

4 и через диод 19 к первому входу компаратора.

На временных диаграммах (фиг. 2) изображены сигналы в следующих точках: а— выходные импульсы широтно-импульсного модулятора; б — выходные импульсы первого логического инвертора 12; в — выходные импульсы выпрямителя 8; г — выходные импульсы логического элемента И 13; g — импульсы на выходе интегрирующей RC-цепи

14; е — напряжение на выходе второго логического инвертора 18;

Работает и реобразовател ь следующим образом.

1677814

35

50

Л t) длительность импульсов нэ выходе широтно-импульсного модулятора. При атом на 55

Задающий генератор 1 формирует на своем выходе импульсы, которые управляют работой широтно-импульсного модулятора 2 и изменяют состояние счетного триггера 11, с выхода которого снимаются прямоугольные импульсы с фазами 0 и 180, чем обеспечивается разделение импульсов широтно-импульсного модулятора 2 на два канала селекторами 3 и 4. Импульсы широтно-импульсного модулятора, скважность которых меняется в зависимости от внешних дестабилизирующих факторов, с фазами 0 и

180 с выходов селекторов 3 и 4 поступают на входы предварительных усилителей 5 и

6, Предварительные усилители обеспечивают согласование выходных цепей селекторов 3 и 4 с низким входным сопротивлением транзисторов усилителя мощности 7 и обеспечивают гальваническую развязку входного питающего напряжения от выходных цепей преобразователя, Двухтактный усилитель 7 мощности преобразует входные импульсы в двухполярное напряжение, которое через силовой трансформатор, входящий в состав усилителя мощности, подается на выпрямитель 8.

Однополярные импульсы на выходе выпрямителя сглаживаются фильтром 9 и в виде постоянного напряжения поступают на выходные выводы 10 и второй вход широтно-импульсного модулятора. Стабилизэция выходного напряжения обеспечивается путем изменения скважности широтно-мо- . дулированных импульсов. Если, к примеру, выходное напряжение преобразователя под воздействием дестабилизирующих факторов увеличилось, то повышенная величина выходного напряжения поступает на второй вход широтно-импульсного модулятора, Следящая система широтно-импульсного модулятора уменьшает длительность выходных импульсов, чем обеспечивается возврат выходного напряжения преобразователя к номинальному значению.

При исправном состоянии транзисторов усилителя 7 мощности (импульсные напряжения изображены .на временных диаграммах в интервале времени to — t1) длительность импульсов на выходе выпрямителя 8 равна или, зэ счет конечного времени рассасывания носителей в базовой и коллекторной цепях транзисторов усилителя мощности, немного превышает (на величину выходе логического элемента И формируются импульсы большой сквэжности длительностью, равной времени рассасывания носителей. Из-за малой длительности указанных импульсов на выходе интегрирующей RC5

25 цепи 14 амплитуда импульсов мала и ее величина не превышает величины порогового напряжения. Компаратор 16 находится в исходном состоянии, т,е. на его выходе присутствует сигнал логического нуля, который задает на выходе инвертора 18 сигнал логической единицы, открывающий селекторы 3 и 4 по третьим входам. Диод 19 находится в запертом состоянии.

Предположим, в момент времени t1 и роизошел отказ одного из транзисторов усилителя мощности, например, в связи с тепловым пробоем или из-за возникновения зкстратоков. Транзистор при этом становится неуправляемым и по окончании управляющего импульса остается в открытом состоянии. Длительность импульса на выходе выпрямителя значительно превышает длительность управляющего импульса (длительность импульса широтно-импульсного модулятора), амплитуда выходного импульсного напряжения интегрирующей цепи становится больше порогового напряжения, которое показано на фиг. 2д пунктиром, и компаратор 16 переключается в другое состояние, при котором нэ его выходе формируется сигнал логической единицы. Селекторы 3 и 4 запираются сигналом логического нуля с выхода инвертора 18.

Устойчивое состояние компаратора во втором состоянии поддерживается за счет положительной обратной связи через диод 19.

Преобразователь выключается, что исключает аварийные ситуации в преобразователе.

Изобретение позволяет исключить выход из строя всех транзисторов усилителя мощности в случае отказа одного из них.

Особенно зто существенно в мощных (с выходной мощностью в КВт и более) источниках питания, где применяется большое количество параллельно включенных транзисторов, так как отказ не приобретает лавинообразного характера, что повышает надежность работы схемы.

Формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, выходом соединенный с входом счетного триггера, выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго селекторов, двухтактный усилитель мощности, входом подключенный к входным выводам, а выходом через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр - к выходным выводам, первый логический инвертор и компаратор, первый вход которого подключен к источнику порогового напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения

1677814

Составитель С. Чернышева

Редактор Т. Клюкина Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М. Максимишинец

Заказ 3120 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 области применения и повышения надежности, в него введены широтно-импульсный модулятор, второй логический инвертор, два усилителя элемент И, интегрирующая

RC-цепь, резистор и диод, причем задающий вход широтно-импульсного модулятора соединен с выходом задающего генератора, выход — с вторыми входами первого и второго селекторов и входом первого логического инвертора, а управляющий вход широтно-импульсного модулятора подключен к выходу фильтра, выход первого логического инвертора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход через интегрирующую цепь соединен с общей шиной. при этом точка соединения резистора и конденсатора ин5 тегрирующей RC-цепи через резистор соединена с вторым входом компаратора, выход которого через второй логический инвертор подключен к третьим входам первого и второго селекторов, выходы которых

10 через соответствующие усилители соединены с управляющими входами двухтактного усилителя мощности, а между выходом компаратора и его вторым входом включен диод в прямом направлении, лг