Стабилизированный преобразователь напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик оп 955434

I

7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.11ЯО (21) 3005108/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 300882. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 300882 (54) М.Кп з

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК б21.314..

).57(088.8) (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразо-, вательной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания для преобразования постоян-,,ного напряжения в переменное или в постоянное другого уровня.

Известен двухтактный стабилизированный иивертор, в котором дроссель фильтра включен в цепь переменного тока последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора.

Благодаря этому энергия в нагрузку поступает непрерывно, отсутствует подмагничивание сердечника дросселя и габариты фильтра уменьшены. Для управления силовыми ключами в этом инверторе использован компаратор, а измерительный орган выполнен в виде преобразователя выходного напряжения в частоту (1 ).

Недостатком указанного инвертора является отсутствие ограничения токов силовых ключей, что приводит к снижению КПД при переменной нагрузке инвертора. . 25

Наиболее близким техническим решением к изобретению является двух".: тактный стабилизированный преобразователь напряжения, который содержит выходной трансформатор, первичная 30 обмотка которого через дроссель фильтра подключена к входным зажимам преобразователя через силовые управляемые ключи, шунтированные си" ловыми возвратными диодами, а.вторичная обмотка подключена через выпрямитель к выходным выводам инвертора, шунтированными конденсатором фильтра, и блок управления с компаратором, первый вход которого связан с источником опорного напряжения, а другойвыход - со входом блока управления, причем в состав измерительного органа введен датчик тока, включенный в питающую цепь инвертора (21.

Недостаток известного преобразователя заключается в,наличии датчика тока в питающей цепи инвертора, что вызывает дополнительные потери во входной цепи, что снижает КПД и уменьшает диапазон стабилизации устройства.

Цель изобретения„4 повышение КПД и расширение диапазона стабилизации инвертора путем исключения датчика тока иэ питающей цепи и использования в качестве него дросселя фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что дроссель фильтра содержит дополнительную обмотку, через вве955434! денные LC-цепь и дополнительный выпрямитель подключенную ко второму входу компаратора.

На чертеже показана электрическая схема устройства.

B инверторе между питающими выво= дами 1 и 2 включены параллельно две цепи, каждая .из которых содержит сое циненные последовательно первичную обмотку 3 (4) выходного трансформатора 5, обмотку б (7) дросселя 8 и 1О силовой ключ 9 (10), шунтированный диодом l.1 (12).

Управляющий электрод силового ключа через согласующий каскад 13 (14) соединен с выходом логического элемента И 15 (16). Первые входы логических элементов И соединены с выходами триггера 17, а их вторые входы соединены со счетным входом триггера. 2О

Счетный вход триггера подключен к выходу компаратора 18, один вход которого соединен с выходом источника 19 опорного напряжения, а второй через дополнительный выпрямитель 20 и LC-цепь 21 подключен к обмотке 22 дросселя фильтра.

На вторичной стороне трансформатора нагрузка 23 шунтирована конденсатором 24 и подключена ко вторичной ЗО обмотке 25 через выпрямитель 26.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме работы конденсатор„ 24 фильтра заряжен и позтому напряжения на обмотках трансформатора 5 имеют прямоугольную форму.

Пусть сигналом с выхода 0 1 триггера 17 открыт силовой ключ 9. К первой обмотке дросселя 8 (обмотке 6) при. этом приложено постоянное напряжение, равное разности между напряжением питания и неизменным во времени напряжением на первичной обмотке 3 трансформатора 5. При постоянст- 45 ве напряжения на обмотке 6 дросселя 8 ток, потребляемый от источника питания и передаваемый через трансформатор в нагрузку, нарастает по линейному закону. 50

В тот момент, когда величина напряжения, наводиМого на обмотке 22 дросселя 8, прои нтегриров аннан цепью 21 и снимаемая с вынрюеителя 20 достигнет значения, задаваемого на второй вход компаратора 18 источником 19 опорного напряжения, на выходе компаратора появится сигнал, которым триггер 17 перебросится в состояние, противоположное начальному. Переброс триггера 17 вызывает исчезновение сигнала, поддерживающего ключ 9 в открытом состоянии, и через время, определяемое инерционностью ключа, прекратится протекание тока через него.

Пока происходит запирание силовогб ключа 9 на выходе компаратора, а следовательно, и на счетном выходе триггера присутствует сигнал. Если, например, переброс триггера осуществляется сигналом "0" на счетном входе, то сигнал отпирания на силовой ключ 10 с выхода 0 триггера 17 не проходит через элемент 16 и согласующий каскад 14. Благодаря этому предотвращается одновременность работы в открытом состоянии силовых ключей 9 и 10.

После вапирания ключа 9 происходит передача энергии, накопленной в дросселе 8 в нагрузку, что вызывает протекание тока через диод 12, обмотку дросселя 8 и обмотку 4 трансформатора 5. При этом ток, передаваемый в нагрузку, спадает по линейному закону,. Полярность напряжения на обмотке 22 дросселя 8 измен== -ся на противоположную, что вызывает исчезновение сигнала на выходе компаратора, а значит и исчезновение сигнала на входе триггера 17, т.е. на его счетном входе появляется "1". С этого момента времени разрешается прохождение отпирающего сигнала через элемент 16 и согласующий элемент 14.

В тот момент, когда ток обмотки 7 дросселя 8 спадет до нуля, т.е. из дросселя полностью выводится энергия, происходит изменение полярности напряжения на обмотках трансформатора 5 и от источника питания снова начинает потребляться ток, который протекает через соединенные последовательно обмотку 4 трансформатора 5, обмотку 7 и ключ 10 и нарастает по линейному закону. Далее процессы происходят аналогично первому такту.

Построение схемы управления инвертором, как это предложено.в изобретении, обеспечивает непрерывность передачи тока в нагрузку на вторичной стороне трансформатора, что обеспечивает стабилизацию среднего значения тока, передаваемого в нагрузку, причем это происходит независимо оТ напряжения питания.

Достоинством предлагаемого технического решения, кроме повышения КПД и расширения диапазона регулирования, является еще и то, что обеспечивается автоматическая защита инвертора от перегрузок -по току, что повышает надежность инвертора без необходимости введения каких-либо дополнительных цепей защиты.

Данный принцип построения схемы инвертора применим и для мостового вари а нта силовой цепи, когда перв и чная обмотка трансформатора и силовая обмотка. дросселя, соединенные после-довательно, односекционные, а количество силовых ключей, шунтированных диодами, равно четырем.

955434

Формула и зобретения

Составитель Н.Цишевская

Техред.Л.Пекарь . Корректор М.немчик

Редактор A.Âëàñåíêo

Заказ б468/72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° ваФ 4вюе «вю авм ю

Филиал ппп "патент", r.óêrîðîä, ул.проектная, 4

Стабилизированный преобразователь напряжения, содержаший выходной трансформатор, первичная обмотка которого через дроссель фильтра подключена к входным зажимам преобразователя через силовые управляемые ключи, шунтированные силовыми возвратными диодами, а вторичная обмотка подключена через выпрямитель к выходным ре- 10 жимам инвертора, шунтированным кон денсатором фильтра, и блок управления с компаратором, первый вход которого связан с источником опорного напряжения, а выход - со входом бпока управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения 16Щ и расширения диапазона стабилизации, дроссель фильтра содержит дополнительную обмотку, через введенные

LC-цепь и дополнительный выпрямитель подключенную ко второму входу указанного хомпаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ДАРГ Р 2501527у кл. Н 02 Р 13/22, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 729772, кл. H 02 М 3/335, 1980.