Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к огласи электротехники , е частности к стабилизированным преобразователям напряжения постоянно С тока в постоянное на фяжение. и может быть использовано в малогабаритных высоковольтных источниках питания малой и средней мощности. Цель - повышение КПД. Дополнительные транзисторы 8, 9 подключены параллельно основным транзисторам 2, 3 усилителя мощности с дросселем 4 по цепи питания. Управление транзистсрами 8. 9 и 2, 3 осуществляется синхоонизирован. ми генераторами 10, 16, -,двиг фаз f Ржл; -вторыми, регулируется е зависимости о г выхсдного сигнала преобразователя 12 напряжение - фаза За счет этого обеспечивается режим пзрекрытия проводимости транзисторов и поочередное накопление и разряд дросселя 4 для стабилизации напряжения на ВЫХОДР устройства. 3 з.п. , 6 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 02 M 3/337

ГОСУДАРСтВЕННЫй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ i I,HÒ СССР

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719114/07 (22) 17.07,89 (46) 30.12.91, Бюл. № 48 (72) В.И.Хандогин, Н.И. Стуковнин и А.В.Райкова

ЕЗ) 621.314,58(088.8) (56) Электронная техника в автоматике/Под ред.Ю.И.Конева, вь;и, 4. M.: Сов. радио, 1973, с,29, рис.1.

Электронная техника в автомати к:/Под. ред.Ю.И.Конева, вып 3. М,: Сов. радио, 1971, с.37, рис.1.

Авторское свидетельство СССР

¹ 758424, кл, Н 02 M 3/335, 11.12.78, (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ П.РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕHNR (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к стабилизирован. И, 1702499 А1 ным преобразователям напряжения постоянного тока в постоянное напряжение, и может быть использовано в малогабаритных высоковольтных источниках питания малой и средней мощности. Цель — повышение КПД, Дополнительные транзисторы 8, 9 подключены параллельно основным транзисторам 2, 3 усилителя мощности с дросселем 4 по цепи питания. Упр".âëåíèå транзистсрами 8, 9 и 2, 3 осуществляется синхронизирован.:-,ми генераторами 10, 16, сдвиг фаз i" åæp;::.:ñòîðûìè регулируется в зависимости от выхсдного сигнала преобразователя 12 напряжение — фаза. За счет этого обеспечивается режим перекрытия проводимости транзисторов и поочередное накопление и разряд дросселя 4 для стабилизации напряжения на выходе устройства.

3 з.п, ф-лы, 6 ил.

1т024о

Ызобоетение относится к электротехнике, в частности K преоо))азова гелям напряжения из постоянноГО нестабилизированного В постоянное сгабилизированH o8, и может obl fl." использовано в

II IBnoI.г6аритных преимущественно высоковольтных источниках втори Гного электроПИТЭНИЯ.

Цель изобретения — повышение, ПД путем умен - шения динамических I)oT8pb I) . пере кл ю :B II. .I I è K тра н аиста рэх.

На фи : представлена структурная схема устоой. .:".83; на Фиг, 2 — зпют)ы, rlollcняющи8 8_#_л )аботу; нэ фАГ. 3 примеры технической реализации распределителе импуль "-GB пр8образОВателя нэпряжение— фаза, блОКЭ обратной связи, OI>IH>fpoHNp мого генератора (генератор Роэрэ), Устройство состоит иэ усилителя 1 мсщности на переключающих транзисторах 2 и

3, вход постоянного тока которог.) через дроссель 4 подключен к источ INK>/ питания, а выход переменного тока через трансформатор 5, выпрямитель 6 и фильгр 7 — к выходным клеммам. Дополнительные транзисторы 8 и 9 включены параллельно основным переключающим транзисторам 2 и 3 усилите. ". 1 мощности, а их входы подключены через последовательно соединенные первый cHHKIонизируем и генеоатор

О, пеовый распределитс;ль 11 импульсов и преобразователь 12 напря)кение — фаза к выходу блока 13 обратной связи, э Выход генератора 14 тактовых импульсов подклюКо Вход )м Основных переключающих трэнэисторо:,. 2 и 3 через вт: рой Оэсг(ределитель 15 импульсов и Втарсй синхрснизир)I8ìый Генератор 16, t Вязан алый преобразователем 12 HBI-;ря>кение — фаза.

Распределитель 11 (15) импульсов может быть выполнен, например, по схеме. приведенной на фи-,. 3, и содержит триггер, н3 выходе котОООГО устэновл8ны схем3 И 18 и схема 19 yvoU„ H8HMB.

Преобразователь 12 напряжение-фаза выполнен, например по схеме, приведенной на фиг. 4. Он состоит иэ компаратора 20 и подключенного к его выходу х<дущего мультивибратора 21, Блок 13 обратной связи (фиг.5 i выполнен в виде дифференциального усилителя 22, к входам которого подклк)чены исгочник 23 опорного напряжения и через делитель 24 I, 24з Выходно8 напряжение. (инхрониэируемы1/I Генбьратоо 1 0 (l 6)) выполнен по схеме автогенератора Розра (фиГ, 6) чэ транзисторах 25 и 26 N трансформаторе 27. Синхронизация обеспечивав ;::.ÿ щелочками иэ диодов 28 и 2О и дополнител ..ных транзисторов 30 и 31, Связь между вто10

"4

2к

15 рым синхронируемым генератором 16 и г.реобразователем 12 напряжение — фаза осуществляется ст дополнительного выхода (дополнительной обмотки 32) через конденсатор 33 и выпрямитель 34.

Стабилизированный преобразователь работает следующим образом, Генератор 14 тактовых импульсов выдает нэ распределитель 15 импульсов коротKV8 ИМПУЛ ЬСЫ, KOTOPbl8 ПОСТУП ЭЮТ HB синхронизирующие входы синхронизируемого генератора 16. Прямоугольное напряжение заданной частоты управляет переключающими транзисторами 2 и 3 усилителя 1 мощности, На трансформаторе 5 наводится прямоугольное напряжение типа "меандр", которое из-за Времени рассасывания неосновных носителей В базах транзисторов 2 и 3 может име-ь паузу на нуле, по длительности равную тра,, Далее переменное напряжение с трансформатора 5 выпрямляется и фильтруется, поступая на выход и вход блока 13 обратной связи, Сигнал ошибки, выделенный этим блоком, поступа8Т на вход преобразователя 12 напряжение — фаза, причем Одновременно поступает пилообразный сигнал с второго синхронируемого генератора 16. Такой сигнал формируется посредством обычной RC-цепи и выпрямителя (фиг. 6). При сравнении этих сигналов в компараторе 20 преобразователя 12 напряжение — фаза -la его выходе образуется ШИМ-сигнал, длительность которого пропорциональна сигналу ошибки, а точка отсчета интервала строго привязана к началу импульсов переключения синхронизируемого генератооа 16, т,е. длительность или фаза р и ропооционэльнэ входному сиГналу. Далее ИИМ-импульсы преобразуются в ждущем мультивибраторе 21 в импульсы, соответствующие импульсам генератора 14 тактовых импульсов, Эти импульсы через распределитель 11 импульсов поступают на синхровходы синхронизируемого генератора 10, который вырэбатыВает прямоуГОльное чапряжение типа "меаидр", сдвинутое по фазе на угол р по отношению к прямоугольному напряжению синхронизируемого генератора 16, Дополнительные транзисторы 8 и 9, г,одключенные параллельно переключающим транзисторам 2 и 3, поочередно открываю.ся и закрываются на время, равное полупериоду управляющего напряжения, причем "B счет сдвига фаэ в управляющих напряжениях од «овременно в проводящем состоянии находятся два транзистора, например транзисторы 2 и 9 огкрыты в течение времени р и идет про1702499 цесс накопления энергии в дросселе 4, затем закрывается транзистор 9 и открывается транзистор 8 и наступает этап передачи энергии источника питания и дросселя 4 в нагрузку, далее закрывается транзистор 2 и открывается транзистор 3 и повторяется 5 этап накопления энергии в дросселя 4, После этого закрывается транзистор 8 и откры-. вается транзистор 9 и наступает =òàï передачи энергии в нагрузку. Таким образом, одновременно работают транзисторы 10 в следующей последовательности: — 9; 2--3;

8 — 3; 3 — 9 и т.д. При регулировании выходного напряжения изменяется величина р а следовательно, интервал накопления "- ;epгии дросселя, чта и обеспечивает стабили- 15 зацию выходного напряжения. Включенные г,зраллельно транзисторы пропуска-:от;ак, равный половине тока потребления, причем ток распределяется равномерно, так как в любой момент времени происходит пере- 20 ключение только одного транзистора. В данном случае исключается необходимость выравнивания токов в динамическом режиме. Введение дополнительных транзисторов позволяет упростить алгоритм 25 управления транзисторами преобразователя (используется самый простой вид сигнала "меандр"), что позволяет оптимизировать базовую цепь транзисторов и достичь наиболее высокочастотных 30 свойств при их переключении. Сигналыраспределителя 11 импульсов дос атачно легко могут быть переданы через высокопатенциальные импульсные трансформаторы, что обеспечивает качественную гальваниче- 35 скую развязку входного и выходного напряжений, Учитывая, что транзисторь. 2, 3, 8 и

9 работают при половинном токе, возможно применение менее мощных транзисторов, Выполнение усилителя мощности не- 40 принципиально и может быть любым: 2-тактным со средней точкой (как показано на фиг. 1), полумостовым или мостовым, При этом к каждому переключающему транзистору усилителя мощности должен быть 45 подключен дополнительный транзистор.

Формула изобретения

1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий 50 усилитель мощности на переключа ощих транзисторах, эмиттеры которых подсоединены к первому входному выводу, а коллекторы — к крайним выводам первичной

55 обмотки выходного трансформатора, средний вывод которой соединен через дроссель с вторым ьходным выводом, а вторичная обмотка соединена через выпрямитель и фильтр с выходными выводами, подключенными к входу блока обратной связи, генератор тактовых импульсов, первый распределит".ëü импульсов, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью повышения КПД, введены первый и второй синхронизируемые генераторы, второй распределитель импульсов, и„. -образователь наг:ряжение— фаза и дагални-.ельные переключающие транзисторы па числу транзисторов усилител:.— мощности, силовые выводы которых присоединены п.=.раллельно силовым выводам cooTBåò| Tâóàùèõ переключающих транзистОрОв усилителя мощности, а входы управления подключены к выходам nepeoro синхронизируемого генератора, входы синхронизации которого соединены через первый распределитель импульсов с выходом преобразователя напряжение — фаза, первый вход которого подключен к выходу блока обратной связи, а второй вход — к дополнительному выходу второго синхронизируемого генератора, подключенного выходами к в:"., дам управления переключающих транзисторов усилителя мощности, а входами синхронизации соединенного через второй распределитель импульсов с выходам генератора тактовых импул ьсов.

2. Преобразователь па и, 1, о т л и ч а юшийся тем,,та преобразователь напряжение — фаза выполнен в виде компаратара, первый вход которого присоединен к выходу блока обрат ай связи, второй вход присоединен через выпрямитель и конденсатор к дополнительному выходу второго синхронизируемого генера;ора, а выход соединен через ждущий мультивибратор с выходом преобразователя напряжение — фаза.

3. Преобразователь по и. 1, а т л и ч а юшийся тем,,та синхронизируемый генератор выполнен па схеме синхронизируемого автагенератара.

4. Преобразователь i;o и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, чта распределитель импульсов выполнен в виде триг ера, каждый из выходов .Отарагс соединен с выходам распределитег.-: импульсов через соответствующий логич; —.Ский зяемент И, второй вход каждого

,з кагарых падкл;анен к входу распределитегя импульсов и входу триггера.

1:702499

C . Х:1 3 ML

"Й

"Ъ

J 3 с « юиа е ам ж

Ägl (Jg

УЯ О л

Е:3 . F

1702499

С оста витег ь Г. В алеев

Техред M.Ìoðãåí Tîë Корректор „",. Й)евкун

Редактор A. Огар

Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп,Гагарина, 161

Заказ 455О Тираж Г1одписное

ВЧИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ С(СР

113035, Москва, ."К-35, Раушскал наб., 4/5