Преобразователь постоянного напряжения

О П И С А Н И Е 111)ВЦ 443ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приорите (43) Опублико (45) Дата опу но 07.03.81. Бюллетень9икования описания 07.03.81 53) УДК 621.314.5, И. Дуплин Орл 71) Заявитель Рязанский радиотехнический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТО ГО НАПРЯЖЕНИ ра- ерен Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в регулируемое постоянное напряжение другого уров ня.Известны преобразователи постоянного напряжения, содержащие две инверторные ячейки, соединенные по входу параллельно, а по выходу последовательно и управляе мые с регулируемым взаимным сдвигом фазы 1.Недостаток известного преобразователя состоит в небольшом диапазоне регулирования напряжения на нагрузке. 15В других известных преобразователях подобного типа расширение диапазона регулирования обеспечивается увеличением количества ячеек и усложнением блока управления, например путем введения спе циальных задающих генераторов для управления каждой ячейкой 2 или путем введения ряда генераторов пилообразного напряжения и одного модулятора ширины импульсов 31. 25Цель изобретения - упрощение устройства. Эта цель достигается тем, что в презователе постоянного напряжения, сжащем У инверторных ячеек, подклю ных по цепи питания к входным выводам преобразователя, а по выходной цепи соединенных между собой последовательно и подключенных к выходным выводам преобразователя через выпрямитель и фильтр, и блок управления, включающий в себя модулятор ширины импульсов, выход которого соединен с выходом измерительного органа, подключенного к выходным выводам преобразователя, и пороговые элементы, выход модулятора ширины импульсов соединен с управляющим входом одной из инверторных ячеек, а управляющие входы остальных Л - 1 ячеек соединены с выходом пороговых элементов, одиночные входы которых подключены к выходу введенного сумматора, один пз входов которого соединен с выходом указанного измерительного органа, а остальные Л - 1 входов соединены с выходами пороговых элементов.На фиг, 1 показана принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип работы.Преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) состоит из ряда инверторных ячеек 1, соединенных по входу параллельно и подключенных к источнику питания, а по выходу соединенных последовательно и подключенных через выпрямитель 2 исогласующий фильтр 3 к выходным выводам. Измерительный орган 4 выходного напряжения, связанный с выходом преобразователя и источником опорного напряжения, соединен своим выходом с широтно-импульсным модулятором 5, связанным с управляющим входом одной из ячеек 1. Выход измерительного органа 4 подключен, кроме того, к одному из входов сумматора 6, соединенного с входами пороговых элементов 7. Выходы последних соединены с соответствующими управляющими входами остальных ячеек 1 н входами сумматора 6.Работа преобразователя происходит следующим образом.При небольших возмущениях со стороны дестабилизирующих факторов (С, 1) стабилизация выходного напряжения Уосуществляется за счет широтно-импульсного управления силовыми транзисторами ячейки 1.1, что обеспечивается работой канала управления по отклонению У, (орган 4 и модулятор 5). Состояние остальных ячеек 1.1 - 1.Л остается неизменным.В случае, если стабилизация У за счет ШИМ-управления первой ячейкой становится невозможной (коэффициент заполнения выходных импульсов модулятора 5 равен единице или нулю) в схеме происходит автоматическое подключение (отключение) следующей ячейки, при этом точная стабилизация Увновь поддерживается за счет работы первой ячейки.Пусть, например, ошибка У= У - У начинает возрастать (фиг. 2) и соответственно, будет возрастать коэффициентзаполнения импульсов на выходе модулятора 5. Будет при этом возрастать и напряжение У на выходе сумматора 6, В момент времени / напряжение Ув достигнет уровня срабатывания порогового элемента 7; -й ячейки, Элемент 7; сработает, в результатс чего подключится в работу с-я ячейка, а па вход сумматора 6 поступит сигнал, увеличивающий У на определенную величину, Подключение /-й ячейки, работающей с полным коэффициентом заполнения управляющих импульсов, приведет к возрастанию Уи уменьшению ошибки Л, и напряжения У. Дальнейшая стабилизация (/ вновь осущсствлястся соответствующей работой первой ячейки.Если диапазон изменения дестабилизирующих факторов велик, то в процессе стабилизации напряжения происходит дальнейшес подключение ячеек 1+в 1+ и т. д. (фиг, 2). Важно заметить, что в люоом ре 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 жиме только одна ячейка находится в режиме широтно-импульсной модуляции, поэтому уровень переменной составляющей напряжений на входе дросселя фильтра 3 может быть сделан сколь угодно малым, что и определяет малые массогабаритные показатели фильтра.При возрастании У происходит обратный процесс. Уменьшается У, и У пока, например, в моменты времени 1 6 не произойдет обратных срабатываний соответствующих компараторов, что обеспечивает последовательное отключение ненужных для данного режима работы ячеек. Для устойчивой работы необходимо, чтобы максимально возможное напряжение на выходе первой ячейки было чуть больше аналогичного напряжения на выходе любой из остальных ячеек, Кроме того, необходимо, чтобы изменение напряжения Уе - ЛУе при срабатывании компаратора 7 было бы меньше разности между порогами срабатывания компараторов Л(/он= С - /г -Формула изобретенияПреобразователь постоянного напряжения, содержащий Л инверторных ячеек, подключенных по цепи питания к входным выводам преобразователя, а по выходной цепи соединенных между собой последовательно и подключенных к выходным выводам преобразователя через выпрямитель и фильтр, и блок управления, включающий в себя модулятор ширины импульсов, вход которого соединен с выходом измерительного органа, подключенного к выходным выводам преобразователя, и пороговые элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения, выход модулятора ширины импульсов соединен с управляющим входом одной из пнверторных ячеек, а управляющие входы остальных Л - 1 ячеек соединены с выходом пороговых элементов, одноименные входы которых подключены к выходу введенного сумматора, один из входов которого соединен с выходом указанного измерительного органа, а остальные Х - 1 входов соединены с выходами пороговых элементов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР337753, кл. Н 02 М 7/48, 1972.2. Авторское свидетельство СССР395950, кл. Н 02 М 3/335, 1974.3. Авторское свидетельство СССР509974, кл. Н 02 М 13/18, 1973.811443 9 из 1 Составитель В. М Редактор Г. Петрова ехред Р. Беркович Изд.204дарственного комитета С 113035, Москва, Ж.35, Р Тираж 749 Подписное по делам изобретений н открытий ская наб. д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 К,а Заказ 363/17НПО Попс 1 11 Корректор Л. Слепая