Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

50 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано но вторичных источниках электропита-, ния.Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения преобразователя путем расшире-ния диапазона регулирования частоты преобразования и уменьшения уровня пульсации .На чер т еже прин едена с хема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения.Устройство содержит транзисторный 5 усилитель 1 мощности на транзисторах 2 - 5, выходной трансформатор 6,последовательный резонансный контур 7, состоящий из дросселя 8 и конденсатора 9, выпрямитель с фильтром 1 О, 20 преобразователь 11 напряжения в частоту, включающий таймер 12, времязадающий конденсатор 13, цепь 14 разряда конденсатора, схему 15 управления, источника 16 нестабильного пос тоянного напряжения, подключенный к входным выводам устройства 17, выходные выводы 18, усилитель 19 рассогласования, соединенный с источником 20 опорного напряжения и делителем на резисторах 21 и 22, включенным параллельно выходу, шунтирующие диоды 23 - 26, вновь введенные преобразователь 27 напряжения в ток, блок 28 выявления пульсаций, включающий, например, конденсатор 29, трансформатор 30 и резистор 31, При этом вновь введенный преобразователь 27 напряжения в ток включен между выходом усилителя 19 и точкой соединения конденсатора 13 и цепи 4 разряда конденсатора, а вновь введенный блок 28 выявления пульсаций входом подключен к входным выводам устройства 17, а выходом - к управляющему входу таймера 12 преобразователя 11напряжения в частоту.На чертеже приведен один из вариантов реализации блока 28 выявления пульсаций. В другом варианте блок28 содержит резистивный делитель, выводы которого образуют вход блока, а средняя точка является выходом блока, В третьем варианте блок 28 содержит диодную оптопару и резистор, причем светодиод последователь 55 но с резистором образуют вход блока, , а фотодиод включен между входным выводомеустройства и выходом блока,Устройство работает следующим образом.Транзисторы 2 - 5 переключаются попарно и находятся в открытом состоянии в течение времени, равного полупериоду собственной частоты резонансного контура 7. Пусть в данный момент открыты транзисторы 3 и 4. В момент прохождения тока через нуль транзисторы 3 и 4 закрываются, а ток под воздействием напряжения на конденсаторе 9 начинает протекать в обратном направлении через диоды 24 и 25 в течение времени паузы, задаваемого схемой управления, В спедующий полупериод открываются транзисторы 2 и 5 и процесс повторяется. Усилитепь мощности может быть полумостового типа. В этом случае в резонансный контур 7 входят дроссель 8 и два конденсатора 9. Транзисторы 2 и 3 переключаются поочередно, форма напряжений и токов аналогичны мостовой схеме, только в напряжении на конденсаторах.9 появляется постоянная составляющая, равная половине напряжения источника 16.Коммутация транзисторов при нулевом токе позволяет уменьшить динамические потери до минимума, предотвратить возможность вторичного пробоя, повысить частоту коммутации,особенно в преобразователях с бестрансформат ор ным входомПеременное напряжение со вторичной обмотки трансформатора 6 преобразуется в выходное постоянное напряжение в выпрямителе с фильтром 10. В усилителе рассогласования 19 происходит сравнение опорного напряжения 20 с напряжением делителя 21,22, Выходной разностный сигнал с выхода усилителя 19 поступает на вход преобразователя напряжения в ток 27, который формирует ток заряда конденсатора 13. Время заряда конденсатора 13 задает длительность .паузы между открыванием транзисторов (2,5) и (3,4), а время разряда - длительность открытого сос-. тояния транзисторов (2,5) и (3,4). Цепь 14 разряда обеспечивает постоянное время разряда конденсатора 13, равное половине собственной частоты резонансного контура, поэтому транзисторы 2 - 5 закрываются при токе, близком к нулю, На первичной обмотке трансформатора 30 выдепяется низнояастотная переменная состанлямБая1578794 Формула изобретения 1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения,содержащий транзисторный усилитель мощности с последовательным резонансным контур ом, чер ез который подключен выходной трансформатор, входные и выходные выводы устройства, схему управления транзисторами усилителя мощности, входом соединенную с выхо-. дом преобразователя напряжения в Составитель И.Войтович Редактор А.Долинич Техред Л,Олийнык Корректор Н.РевскаяЗаказ 1921 Тираж 499 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д./5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,10 напряжения источника на входных выводах устройства 17, которая поступает со вторичной обмотки трансформатора через резистор 31 на управляющий вход таймера 12, Таким образом,время заряда конденсатора, равноепаузе между открытыми состояниямитранзисторов, определяется с однойстороны величиной разностного сигнала с выхода усилителя 19, а с другой стороны - величиной напряженияна управляющем входе таймера и изменяется так, чтобы свести к минимумуизменения напряжения и низкочастотнуюпульсацию на выходных выводах 18 приизменении напряжения источника питания и тока нагрузки. Поскольку времяоткрытого состояния транзисторов2 - 5 постоянно, а изменяется времяпаузы, то в преобразователе осуществляется частотноимпульсная модуляция.Импульсное напряжение с выхода преобразователя 11 напряжения в частоту поступает на вход схемы управле -ния транзисторами 15,которая формирует импульсы управления транзистора -ми 2,5 с фазовым сдвигом на цолупериоде по отношению к транзисторам3,4. Такое построение устройстваобеспечивает широкий диапазон регулирования частоты преобразования,сни -жение низкочастотных пульсаций, чтоведет к повышению стабильности выходного напряжения,частоту, включающего в себя таймери соединенные с ним времязадающийконденсатор и цепь его разряда, а5также усилитель рассогла:ования,один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а другой - через резистивный делитель квыходным выводам устройства, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения стабильности выходногонапряжения путем расширения диапазона регулирования частоты преобразования и уменьшения уровня пульсаций,введены преобразователь напряженияв ток и блок выявления пульсаций,причем преобразователь напряжения вток входом подключен к выходу усилителя рассогласования, а выходом - к20 точке соединения времязадающего конденсатора с цепью его разряда, блоквыявления пульсаций входом подключенк входным выводам устройства, а выходом - к управляющему входу таймера.25Ф2. Преобразователь по п,1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что блоквыявления пульсаций содержит резистивный делитель, выводы которого образуют вход блока, а средняя точка является выходом блока,3. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что блоквыявления пульсаций содержит трансформатор, конденсатор и резистор,при 35чем первичная обмотка трансформаторапоследовательно с конденсатором образуют вход блока, а вторичная обмотка последовательно с резистором является выходом блока.4. Преобразователь по п, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок выявления пульсаций содержит диодную оптопару и резистор, причем светодиод45 диоднои оптопары последовательно срезистором образует вход блока, афотодиод включен между входным выходом устройства и выходом блока,