Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

O П И С А Н И Е („)9743/()

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21. 01. 81 (21) 3238661/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (5! )М. Кд.

G 05 F 1/64

Н 02 Н 3/335

9кударственныН квмнтвт

СССР о делам наобрвтеннй н открытнй

ОпУбликовано 15. 11.82. Бюллетень .% 42 (g3) )(Д (621 314 .57(088.8) Дата опубликования описанн» 1 5 . 1 1 .82

Г.. Г. Саакян, Ж.- А. Мкртчян, Л. Г. Карташян-;. и С. Б. Хачатрян (72) Авторы изобретения

Т. Кешишян Е 4 (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электро технике, и может быть использовано в стабилизированных источниках напряжения постоянногс тока.

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения с регулируемым инвертором, управление транзисторами которых осуществляется от двух синхронно работающих автогенераторов, вырабатывающих сдвинутые то во времени напряжения. Фазовый сдвиг между выходными напряжениями этих автогенераторов осуществляется посредством Фазосдвигающего устройства в зависимости от величины сигнала обратной связи.

В качестве фазосдвигающего устройства в регулируемых стабилизированных инверторах используются магнитные усилители j l j « 2f.

Однако такие стабилизированные преобразователи обладают большой инерционностью, а их использование на

2 высоких частотах не эффективно. Кроме того, магнитные усилители сложны в изготовлении.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является стабилизированный преобразователь, содержащий регулируемый инвертор, выпрямитель, фильтр, 1задающий генератор, ведомый генератор, усилитель обратной связи, фазосдвигающее устройство íà RC-цепочке (3).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность преобразования, связанная с ограниченностью регулирования Фазового угла сдвига между напряжениями ЗГ и ведомого генератора (Π— уф .

Целью .изобретения является IloBH шение эффективности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содер974360 жащий регулируемый инвертор, подключенный к выходным выводам преобра" зователя через выпрямитель и фильтр, усилитель обратной связи, входом псдключенный к выходным выводам преобра" зователя, задающий генератор, один иэ выходов которого подключен к первому входу регулируемого инвертора, введены фазосдвигающий усилитель, генератор пилообразного напряжения, два операционных усилителя, дополнительный источник питания„ конденса" тор, два резистора и пять диодов, причем инвертирующий вход второго операционного усилителя и неинвертирующий вход первого соединены с выхо" дом генератора пилообразного напряжения, а неинвертирующий вход второго и инвертирующий вход первого операционного усилителя - с выходом уси- о лителя обратной связи, крайние выводы выходной обмотки трансформатора задаю щего генератора через первый. и второй диоды соединены с положительными входами питания операционных усилителей, 1 средний вывод трансформатора подключен к общей точке питания операционных усилителей,.отрицательные входы питания которых соединены с дополнительным источником питания, а выходы опе- Э| рационных усилителей через третий и четвертый диоды со входом фазосдви гающего усилителя, выход которого соединен со вторым входом регулируемого инвертора, а второй выход задаюзю щего генератора соединен со входом генератора пилообразного напряжения.

Цель достигается тем, что в схему дополнительно введена цепочка из последовательно включенного конденса40 тора и первого резистора, подключенного между средним и кра "íèì выводами трансформатора задающего генератора, точка соединения конденсатора и первого резистора через второй ре45 зистор и пятый диод подключена ко входу фазосдвигающего усилителя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного стабилизированного преобразователя; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы; на фиг. 3 - временные диаграммы для случая, когда необходима компенсация провала, получаемого s результате суммирования выходных сигналов операционных усили- телей.

Стабилизированный преобразователь включает в себя регулируемый инвертор 1, выпрямитель Z„ фильтр 3, задающий генератор 4 с выходным трансформатором 5, фазосдвигающий усилитель 6, усилитель обратной связи 7, генератор пилообразного напряжения 8, операционные усилители 9 и 10, диоды

11-15, конденсатор lб, резисторы lj и 18, 19 и 20 - соответственно инвертирующие и неинвертирующие входы первого операционного усилителя 9, 21, 22 - соответственно инвертирующие и неинвертирующие входы второго операционного усилителя 10.

Положительные входы питания операционных усилителей 9 и 10 связаны через первый и второй диоды 11, 12 с крайними выводами выходной обмотки трансформатора 5. Отрицательные входы питания связаны с минусом дополнительного источника питания, а общая точка - с общей точкой источника питания.

Инвертирующий вход 19 первого операционного усилителя 9 и неинвертирующий вход 22 второго операционного усилителя 1О соединены с выходом усилителя обратной связи 7; а неинвертирующий вход 20 первого усилителя 9 и инвертирующий вход 2 1 второго усилителя 10 - с выходом генератора пилообразного напряжения 8. Выходы операционных усилителей 9 и 10 через третий и четвертый диоды 13 и 14 соедине" ны со входом фазосдвигающего усилителя.

Устройство работает следующим образом.

На входы 20 усилителя 9 и на вход

21 усилителя 10 поступает напряжение генератора 8 пилообразного напряжения

U„„„, а на вход 19 усилителя 9 и на вход 22 усилителя 10 - выходное напряжение И„ усилителя обратной связи 7.

В первом полупериоде через второй диод 12 питание получает усилитель

10. В интервале 0 - t напряжение пи1 лообразного генератора |.|гп„ меньше, чем выходное напряжение усилителя обратной связи 0> и на выходе усилителя 10 полярность напряжения отрицательная. интервале t U nÄ ) Цос

1 2. и на выходе усилителя 10 формируется напряжение U положительной полярности.

Во втором полупериоде через первый диод 11 питание получает усили5 97436 тель 9. В интервале(тр) - с И„ост 0гпн и на выходе усилителя 9 формируется напряжение И положительной полярности, а в интервале с. — Т напряжение отрицательной полярности. 5

При отсутствии на положительных входах питания усилителей 9 и 10 напряжения, поступающего от обмотки трансформатора 5 задающего генератора 4 в первом и втором полупериодах 10 его работы, на выходах усилителей 9 и 10 формируется напряжение отрицатель ной полярности.

Напряжения с выходов усилителей 9 и 10 через третий и четвертый диоды ts

13 и 14 суммируются и поступают на вход Фазосдвигающего-усилителя 6.

На входе фазосдвигающего усилителя 6 получается импульс напряжения

U c, длительность которого равна дли- ур тельности полупериода задающего генератора, смещенного по отношению к первому полупериоду напряжения зада- . ющего генератора на время . В фазосдвигающем усилителе формируется пе- 2 ременное напряжение прямоугольной

Формы Уф, сдвинутое на время t< по отношению к напряжению задающего генератора Ц.

Сдвиг Фаз между напряжениями зада- Зо ющего генератора и фазосдвигаащего усилителя определяется выходным сигналом усилителя обратной связи.

Выходные напряжения задающего .генератора 4 и Фазосдвигающего усили" теля 6 поступают к траязисторам регулируемого инвертора l. На выходе инвертора формируется напряжение прямоугольной формы переменного тока -с паузой на нуле U> . Изменение сдвига

Фаз между напряжениями задающего генератора 0 г и фазосдвигающего усилителя U приводит к изменению длительности отпирающих и запирающих импульсов управления транзисторами регулируемого инвертора и тем самым - к изменению выходного напряжения инвертора.

Поскольку в момент - в результате

T суммирования напряжений ll> и 0<> может иметь место провал напряжения изза фронтов напряжения задающего генератора, то для исключения этого явления от полуобмотки трансформатора

5 ччеерреез э ккооннддееннссааттоор р 1166, резистор 17 подается остроконечный импульс- U

М который поступает на вход Фазосдвигающего усилителя 6 через диод 1, резистор 1Я, создавая напряжение Uqg

0 е (см. Фиг. 3). Дальнейший процесс протекает аналогично вышеописанному.

При изменении выходного напряжения усилителя обратной связи от 0 до

U „„ меняется длительность выходных напряжений от 0 доТ 2., формируемых рперационными усилителями, в резуль" тате фазовый сдвиг между напряжениями задающего генератора и фаэосдвигающего усилителя практически меняется от 0 дотс.

Расширение предела регулировки фазового сдвига между напряжениями задающего генератора и фаэосдвигающего"усилителя повышает эффективность работы стабилизированного преобразователя.

Изобретение находит применение в унифицированных вторичных источни" ках электропитания (УВИП), а также в блоках питания ЭВИ семейства "Наи" ри". формула изобретения

1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в посто-, янное, содержащий регулируемый инвер» тор, подключенный к выходным выводам преобразователя через выпрямитель и фильтр, усилитель обратной связи, входом подключенный к выходным выводам преобразователя, задающий генератор, один из выходов которого подключен к первому входу регулируемого инверто" ра, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования, в него введены фазосдвигающий усилитель, генератор пилообразного напряжения, два операционных усилителя, дополнительный источник питания, конденсатор, два резистора и пять диодов, причем инвертирующий вход второго операционного усилителя и неинвертирующий вход пар ваго соедйнены с выходом генератора пилообразного напряжения, а неинвертирующий вход второго.и инвертирующий вход первого операционного усилителя с выходом усилителя обратной связи, крайние выводы выходной обмотки транс форматора задающего генератора через первый и второй диоды соединены с по. ложительными входами питания операционных усилителей, средний вывод трансформатора п6дключен к общей точ» ке питания операционных усилителей, отрицательные входы питания которых

97 соединены с дополнйтельным источником питания, а выходы операционных усилителей через третий и четвертый диоды - со входом фазосдвигающего усилителя, выход которого соединен со вторым входом регулируемого инвертора, а второй выход задающего генератора соединен со входом генератора пилообразного напряжения.

2. Стабилизированный преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что крайний вывод выходной обмотки трансформатора задающего генератора через последовательно включенные конденсатор и первый резистор соединен с общей точкой питания операционных усилителей, а точка соеди4360 8 нения конденсатора и первого резисто ра через пятый диод и второй резистор - со входом фазосдвигающего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. l(occoa О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключе1о ний. М., "Энергия", 1971, с. 431.

2. Ионн В.С., Лаптев Н.И. Стабилизированные транзисторные преобразователи. M., "Эйергия", 1972, с. 512.

3. Александров Ф.И.,Сиваков А.P.

15 Импульсные преобразователи и стабили- за орй. Л., "Энергия", 1970, с. 18-19 рис. 1-10. иг.

974360

Составитель О. Мещерякова

Редактор Н. Горват Техред И. Гергель Корректор И. Шароаи

Закаэ 8703/66

0гпц у с

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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