Преобразователь переменного напряженияв постоянное c двумя выходными напряжения-ми различного уровня

 

(72) Авторы изобретения

Л.М.Браславский, В.В,Дуркин, В.Г.Кобылянский и А.М.Сажнев (7l ) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт

I,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ С ДВУМЯ

ВЫХОЛНЫМИ НАПРЯЖБНИЯМИ РАЗЛИЧНОГО УРОВ(ля

h !

1 с,!

2 .....

Изобретение относится к преобразователь- но соединенных диода и конденсатора, припой технике и может быть использовано в чем параллельно зарядной цепочке включен по. источниках электропитания радиоэлектронной роговый ключ, а точка соединения диода и аппаратуры. конденсатора образует дополнительный выходИзвестны преобразователи переменного нап- ной вывод (3). ряжения в постоянное, состоящие нз системы Такой преобразователь обладает низкой вентилей и емкостного сглаживающего фильт- надежностью и ограниченной областью применера и позволяющие получать несколько выход- ния, так как выкодное напряжение более низных напряжений (1) и (2). кого уровня зависит от величины тока нагрузОднако известные преобразователи обла- ки по цепи более высокого уровня. При уменьдают низким КПД, так как для получения шенин общего тока заряда, проходящего чедвух напряжений различного уровня требуется рез конденсатор емкостного сглаживающего гасящий: резистор или делитель напряжения, фильтра и зарядную ценочку, ниже опредеили второй аналогичный выпрямитель. ленного уровня выходное напряжение но цепи

Наиболее близким к предлагаемому яв- более низкого уровня уменьшается, т.е. пре15 ляется преобразователь переменного напряже- образователь может нормально работать при ния в постоянное с двумя выходными напря- постоянномилималоизменяющемсятокенагрузжениями различного уровня, содержащий вен- ке, что ограничивает область применения. тильный выпрямитель, шунтирующий диод, " Цель изобретения. - повышение надежности анодом подключенный к отрицательному вы- и расширение функцйональных воэможностей. ходному выводу, и цепь, включенную парал- . Укаэанная цель достигается тем, что в прелельно выходным выводам и состоящую из образователь переменного напряжения в постоянемкостного сглаживающего фильтра и заряд-:. ное с двумя выходными напряжениями различной цепочки, выполненной иэ последователь-. ного уровня, содержащий вентильный выпрямю22 4

3 7970 тель, шунтирующий диод, анодом подключенный к отрицательному выходному выводу, и цепь, включенную параллельно выходным выводам и состоящую из емкостного сглаживающе го фильтра и зарядной цепочки, выполненной из последовательно соединенных диода и конденсатора, причем параллельно зарядной цепочке включен пороговый ключ, а точка соединения диода и конденсатора образует дополнительный выходной вывод, введены «разделительный, 1О диод, датчик тока, дополнительное пороговое устройство и регулятор тока, причем вход датчика тока соединен с катодом шунтирующего диода,его выход подключен на вход дополнительного порогового устройства, выход которого 1 соединен со входом регулятора тока, один вы. ход которого соединен с анодом разделительного диода, друтой подключен к точке соединения одного вывода емкостного сглаживаю щего фильтра и диода зарядной цепочки, а

20 катод разделительного диода соединен с положительным выходным выводом и с другим выво т м емкостного сглаживающего фильтра.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - эпюры токов и 25 напряжений.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное с двумя выходными напряжениями различного уровня состоит из выпрямителя

1, конденсатора 2 емкостного сглаживающего Зр фильтра, зарядной. цепочки из диода 3 и конденсатора 4, шунтирующего диода 5, порогового ключа б, датчика 7 тока, порогового устройства 8, регулятора 9 тока и разделительного диода 10,причем диод 3 анадом подключен к отрицательной обкладке конденсатора 2, а катодом - к одной обкладке конденсатора 4, другая обкладка которого подключена к отрицательному выходному выводу 11, пороговый ключ 6 в прямом включении шунтирует заряд- > ную цепочку из диода 3 и конденсатора 4, шунтирующий диод 5 анодом подключен к вы ходному выводу 11,а катодом через датчик 7 тока - к общей точке 12 соединения конденсатора 2 и диода Здатчик 7 тока через пороговое

45 устройство 8 соединен с регулятором 9 тока,который подключен к положительному выходному выводу 13 и через разделительный диод 10к положительной обкладке конденсатора 2. Одна нагрузка 14 подключена к положительной обкладке конденсатора 2, выходному выводу

1 1, другая нагрузка 15 подключена к положительной обкладке конденсатора 4 и выходному выводу 11.

Преобразователь работает следующим обра*oM.

SS

Если ток нагрузки 14 достаточно велик (такой., что ток заряда 1, достаточен для заряда конденсатора 4 до номинального уровня напряжения), то в установившемся режиме в каждый полупериод напряжения сети (см. фиг.2); когда мгновенное значение напряжения U на выходе выпрямителя становится больше напряжения U 2 на конденсаторе 2, с момента времени t начинается подзаряд конденсаторов 2 и 4 током i> по цепи: выпрямитель 1-разделительный диод 10 - конденсатор 2 - диод 3конденсатор 4 - выпрямитель 1. В это время шунтирующий диод 5 и пороговый ключ 6 заперты и тока не проводят. Когда напряжение на конденсаторе 4 достигает порога срабатывания порогового ключа 6, последний открывается и Шунтирует цепочку иэ диода 3 и конденсатора 4. Это происходит в момент времени t> начиная с которого конденсатор 2 продолжает подзаряжаться через открытый пороговый ключ 6 до момента t . Так как

3 диод 3 для тока разряда конденсатора 4 включен в обратном направлении, то конденсатор 4 будет разряжаться только на свою нагрузку

15, поддерживая на ней требуемое напряжение

0 „. Начиная с момента t конденсатор 2 будет разряжаться на нагрузку 14 через диод 5 и датчик 7 тока, который вырабатывает ситнал. пропорциональный среднему значению тока разряда. Этот сигнал такой величины (большой), что пороговое устройство 8 удерживает регулятор 9 тока в запертом состоянии. Разделительный диод 10 предотвращает разряд конденсатора 2 через регулятор 9 тока.

Если ток нагрузки 14 мал (ток i недостаточен для заряда конденсатора 4 до номинального уровня), то в установившемся режиме (см. фиг.3) датчик 7 тока вырабатывает сигнал низкого уровня, который через пороговое устройство 8 в момент в t открывает регулятор

9 тока, л и конденсатор будет заражаться то:ком до момента запирания регулятора тока t по цепи, выпрямитель 1 - регулятор 9 тока - диод 3 - конденсатор 4 - выпрямитель

1. Так и по этой же цепи будет заряжаться конденсатор 4, поддерживая на нагрузке 15 номинальное среднеее напряжение и при полном сбросе тока нагрузки 14, Датчик 7 тока может быть выполнен, например, в виде резистора, параллельно которому подключена интегрирующая RC-цепь. Регулятор

9 тока может быть выполнен, например, в виде последовательного соединения ограничительного резистора и управляемого полупроводникового прибора (тиристора, транзистора или оптоэлектронного прибора). Пороговое устройство 8, срабатывающее при уменьшении входного напряжения (нижний поро срабатывания), может быть выполнено по известным схемам, Предлагаемое схемное построение преобразователя с двумя выходными напряжениями

797022 различного уровня позволяет использовать

его не только как самостоятельный вторичный источник питания радиоэлектронной аппаратуры, но и как один из основных функциональных элементов в бестрансформаторынх преобразователях (выпрямителях) переменного напраряжения в постоянное, Формула изобретения !О

Преобразователь переменного напряжения в постоянное с двумя выходными напряжениями различного уровня, содержащий вентильный выпрямитель, шунтирующий диод, анодом подк- 1$ люченный к отрицательному выходному выводу, и цепь, включенную параллельно выходным выводам и состоящую из емкостйого-сглаживающего фильтра и зарядной цепочки, выполненной из последовательно соединенных диода и конден-щ ,сатора,причем параллельно зарядной цепочке включен пороговый ключ, а точка соединения диода и конденсатора образует дополнительный выходной вывод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности 2S и расширения функциональных возможностей, 6 введены разделительный диод, датчик тока, дополнительное пороговое устройство и регулятор тока, причем вход датчика тока соединен с катодом шунтирукицего диода, его выход подключен на вход дополнительного порогового устройства, выход которого соединен со входом регулятора тока, один выход которого соединен с анодом разделительного диода, другой подключен к точке соединения одного вывода емкостного сглаживающего фильтра и диода зарядной цепочки, а катод разделительного диода соединен с положительным выходным выводом и с друтим выводом емкостного глаживаю, щего фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рогинский ВЛО. Преобразователи тока.

М., Военное издательство Министерства обороны СССР, 1960, с.37-38.

2. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Под ред. С.Д.додика и др.

М., "Советское радио", 1969, с.447.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2401657/24-07, кл. Н 02 М 7/12, 1976.

797022

Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 9798/76

Тираж 739 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4