Преобразователь постоянного напряжения

 

Использование: вторичные источники электропитания. Сущность изобретения: преобразователь содержит двухтактный преобразователь на транзисторах (1) и (2). трансформатор (3), выпрямитель (4), стабилитрон (7), оптопары (8), триггер-одновибратор (11). В преобразователе реализована гальванически развязочная обратная связь ; или импульсного действия, обеспечивающая стабилизацию выходного напряжения и сохраняющая высокий КПД преобразователя при малых нагрузках. 2 ил.

{19) (ll) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю/Х

1 (21) 4837788/07 (22) 12.06.90 (46) 23.09.92, Бюл. М 35 (71) Киевский институт автоматики (72) А.А.Зайченко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1510055, кл. H 02 M 3/335, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1229935, кл, Н 02 М 7/539, 1984, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

2 (57) Использование: вторичные источники электропитания. Сущность изобретения: преобразователь содержит двухтактный преобразователь на транзисторах (1) и (2); трансформатор (3), выпрямитель (4), стабилитрон (7), оптопары (8), триггер-одновибратор (11). В преобразователе реализована гальванически развязочная обратная связь, или импульсного действия, обеспечивающая стабилизацию выходного напряжения и сохраняющая высокий КПД преобразователя при малых нагрузках. 2 ил.

1764126

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания с гальванической развязкой входа и выхода, Известен преобразователь постоянного напряжения, содержащий два МДП— транзистора и схему управления. Недостатком его является отсутствие стабилизации выходного напря>кения и, следовательйо снижение КПД при малых нагрузках. Кроме того, существует высокая вероятность теплового пробоя одного из силовых МДПтранзисторов при остановке тактового генератора, Известен преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий две однотактные ячейки, узел гальванической развязки цепей обратной связи, широтно-импульсный модулятор; логические элементы, Недостатком известного изобретения является сложность конструкции, обусловленная сложностью выполнения цепи обратной связи, которая включает в себя дог1олнительные трансформатор и источник питания, а также специальную схему широтно-импульсной модуляции. Сложность конструкции обуславливает невысокую надежность преобразователя, Кроме того, поскольку для нормальной работы преобразователя требуется дополнительный источник питания, то это обуславливает сравнительно невысокий КПД известного устройства при малых нагрузках, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содер>кащий блок управления, в состав которого входит генератор импульсов, счетный триггер, логические элементы, силовые транзисторы, выходной трансформатор и узел контроля работы блока управления. Недостатком известного устройства является отсутствие стабилизации выходного напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что, в преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный ключевой преобразователь с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам, а управляющие входы силовых ключей подключены к выходам элементов И, первые входы которых подключены к выходам счетного триггера, вход которого является тактовым входом преобразователя, в него введены цепь импульсной обратной связи, содержащая два измерительных диода, стабилитрон, оптопару и триггер-одновибратор с времязаданяющих логическую функцию И по нулям, подключены на затворы силовых ключей, На первые входы элементов 12 и "-3 подведены взаимоинверсные выходы с делителя вход45 ной частоты на счетном триггере 16, Входная частота поступает одновременно на тактовые входы триггера-одновибратора и счетного триггера.

Преобразователь постоянного напря50 жения работает следующим образом, При отсутствии входной задающей частоты триггер-одновибратор 11 находится в состоянии самосброса через резистор 9 и уровнем логической единицы с инверсного

55 выхода, поступающей на логические элементы 12 и 13, полностью запрещает работу преобразователя, обеспечивая тем самым минимальный ток потребления, определяемый в основном токами утечки закрытых силовых ключей 1 и 2. Такая схема управле10

40 ющей RC-цепью, а также резистор и подключенный параллельно ему диод, причем крайние выводы вторичной обмотки трансформатора через измерительные диоды, стабилитрон и светодиод оптопары подключены к ее средней точке, фотоприемник оптопары подключен параллельно резистору времязадающей цепи, подключенной между прямым выходом триггера-одновибратора и общей точкой схемы, а общая точка резистора и конденсатора RC-цепи подключена к входу сброса триггера-одновибратора, инверсный выход которого через введенные резистор и диод подключен к вторым входам элементов И, тактовый вход триггера-одновибратора подключен к тактовому входу преобразователя, На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма функционирования преобразователя.

Преобразователь постоянного напряжения содержит силовые ключи 1 и 2 с малыми токами утечки, подключенные истоками к общему выводу источника входного напряжения, а стоками к противоположным выводам первичной обмотки трансформатора к силовому выпрямительному мосту 4 с фильтром, а также к измерительному выпрямителю на диодах 5 и 6, выход которого нагружен на последовательно включенные стабиметром 7 и светодиод оптопары 8. Фотоприемник оптопары 8 включен параллельно резистору 9 времязадающей цепочки, в которую вхсдит также конденсатор 10, Инверсный выход триггера-одновибратора 11 подключен на вторые входы элементов 12 и 13 через формирующую цепочку, состоящую из резистора 14 и диода 15, Выходы элементов l2 и 13, выпол1764126 ния силовыми ключами исключает их пере- ветствующего силового ключа. Диод 15 выгрев при отсутствии входной частоты, а так- полняет при этом функцию нейтрализации же дает возможность дистанционного задерживающего влияния резистора 14 на управления включением и выключением .отключение силовых ключей, ускоряя тем преобразователя. При поступлении задаю- 5 самым реакцию цепи обратной связи на щей частоты F >. счетный триггер 16 делит увеличение выходного напряжения. Закрыее на два, обеспечивая взаимоинверсные вание силового ключа-приводит к прекралогические сигналы на первые входы логи- щению подачй эйергии в первичную ческих элементов 12 и 13, Каждый тактовый обмотку трансформатора, а значит и к начаимпульс задающей частоты поступаеттакже 10 лу уменьшения выходного напряжения под на тактовый вход триггера 11. работающего влиянием нагрузки. Уменьшение будет провместе с времязадающей цепочкой из рези- исходить"-до появления Следующего тактостора 9 и конденсатора 10 в режиме одно- ваго импульса задающей частоты, с началом вибратора. Инверсный сигнал с выхода которого весь описанный процесс повториттриггера-одновибратора через задержива- 15 ся, только при этом будет работать другой ющий резистор 14 поступает на вторые вхо- силовой ключ, дылогическихэлементов И по нулям 12 и 13, Таким образом, в схеме осуществлена обеспечивая совместно с сигналами от счет-" гальванически развязанная обратная связь ного триггера 16 поочередное включение импульсного действия, обеспечивающая не силовых ключей 1 и 2. Задерживающий ре- 20 только стабилизацию напряжения на выхозистор 14 устраняет влияние триггеров 11 и де при таких дестабилизирующих факторах, 16на симметрию управляющих сигналов. как "нестабильность входйого питающего

Длительность инверсных сигналов с напряжения, нестабильность нагрузки, невыхода триггера-одновибратора определя- стабильность входной задающей частоты, ется постоянной времени времязадающей 25 но и обеспечивающая сохранение высокого цепочки 9 и 10, и определяет время подклю- КПД при малых нагрузках. чения через силовые ключи соответствую- Формула изобретения щей половины первичной обмотки Преобразователь постоянного напрятрансформатора 3 к положительному выво- жения, содержащий двухтактный ключевой ду источника входного напряжения+О. На 30 преобразователь с выходным трансформавыходных обмотках трансформатора возни- тором, вторичная обмотка которого через кает закономерная ЭДС, которая после вы- выпрямитель и фильтр подключена к выходпрямления и фильтрации поступает в ным выводам, а управляющие входы силонагрузку.Одновременноэта ЭДС поступает вых ключей подключены к выходам на измерительный выпрямитель 5 и 6 цепи 35 элементов И, стабилитрон, оптопару и тригимпульсной обратной связи. Нагрузкой из- гер-одновибратор с времязадающей RCмерительного выпрямителя являются вклю- цепью, а также резистор и подключенный ченные последовательно светодиод параллельно ему диод, причем крайние выоптопары 8 и стабилитрон 7. Принцип дей- воды вторичной обмотки трансформатора ствия импульсной обратной связи состоит в 40 через измерительные диоды, стабилитрон и том, что при достижении выходным напря- светодиод оптопары подключены к ее среджением вторичной обмотки трансформато- ней точке, фотоприемник оптопары подклю- ра величины, равной напряжению пробоя ченпараллельнорезисторувремязадающей стабилитрона, последний открывается и че- цепи, подключенной между прямым выхорез светодиод оптопары начинает проте- 45 дом триггера-одновибратора и общей точкать ток, В результате резко уменьшается кой схемы, а общая точка резистора и сопротивление фотоприемника оптопары, конденсатора RC-цепи подключена к входу что приводит к резкому уменьшению посто- сброса триггера-одновибратора, инверсный янной времени времязадающей цепочки, а выход которого через введенные резистор и значит к ускоренному сбросу триггера-од- . 50 диод подключен к входам элементов И, так новибратора в исходное состояние, что в товий вход триггера-одновибратора подсвою очередь приведет к закрыванию соот- ключен к тактовому входу преобразователя.

1764126

Составитель А.Зайченко

Техред М;Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор Т.Шагова

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

Заказ 3461 . Тираж, Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открмтиям при ГКНТ СССР

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