826522

Союз Советских Социалистических РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нц 826522(22) Заявлено 080879 (21) 2809426/24-07с присоединением заявки йо(51)М. т( .З Н 02 М 3/335 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике, а болееконкретно, - ко вторичным источникам питания..5Известен стабилизированный кон;вертор постоянного напряжения, содержащий инвертор напряжения с выходным трансформатором, имеющим однувторичную обмотку и ряд первичных, 10обмоток, которые с помощью тиристоров и диодов подключаются к источни-.ку напряжения, обеспечивая требуемый коэффициент трансформации вторичной обмотки по отношению к первичной 11 и 2,15Использование такого способа регулирования в инверторах напряжения,выполненных на транзисторах с питанием от первичных источников напряжения постоянного тока, связано сувеличением числа активных элементов(диодов и транзисторов) более чем вдва раза, что резко снижает надежность работы устройства и повышаетего себестоимость.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсястабилизированный конвертор постоянного напряжения, содержащий входнойвыпрямительный мост с с-фильтром, З 0 преобразователь напряжения с выходным трансформатором и выходной низковольтный выпрямитель с 1.С-Фильтром 31 .Недостаток этого устройства заключается в том, что быстродействие процесса стабилизации ограничено наличием С-Фильтра на его выходе. Величина этого фильтра определяет быстродействие процесса стабилизации Выходного напряжения и зависит от частоты преобразователя. Величина КПД в таком конверторе выше, чем у предыдущего, так как между выходной обмоткой трансформатора преобразователя и С-Фильтром установлен один выпрямительный диод, однако дополнительные потери в этом конверторе возникают за счет увеличения эффективного значения тока относительно среднего за период. Увеличение эффективного тока, вызванного процессом широтно-импульсного регулирования выходного напряжения, приводит к дополнительным потерям в трансформаторе, выпрямительных диодах и выходном С-фильтре и, следовательно, снижает КПД всего устройства в целом.Цель изобретения - повышение быстродействия процесса стабилизации иКПД стабилизированного конверторапостоянного напряжения.Указанная цель достигается тем,что в стабилизированном конверторепостоянного напряжения последовательно с первичной обмоткой понижающеготрансформатора включен другой трансформатор с рядом вторичных обмоток,имеющих различные коэффициенты трансформации, при этом вторичные обмотки через соответствующие выпрямительные мосты итранзисторные ключи образуют последовательную цепь, крайние выводы которой соедийены с выходом входного выпрямительного моста,а выход каждого звена последовательной цепи шунтирован диодом в обратном направлении, а.между входамитранзисторных ключей и выходом конвертора включен аналого-цифровойпреобразователь,На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого конвертора.Стабилизированный конвертор постоянного напряжения содержит входнойвыпрямительный мост 1, собранный посхеме Ларионова на диодах 2-7 сглаживающий С-фильтр, состоящий издросселя 8 и конденсатора 9, преобразователя 10 напряжения, усилительмощности которого собран по мостовойсхеме на транзисторах 11-14 с внешним возбуждением от задающего генератора 15, выходной понижающий трансформатор 16, выходной выпрямитель,собраннйй на диодах 17 и 18, выходной С-фильтр, состоящий из дросселя19 и конденсатора 20, дискретный регулятор 21 напряжения, состоящийиз трансформатора 22, вторичные обмотки которого через соответствующиевыпрямительные мосты 23-26, 27-30, 4031-34 и транзисторные ключи 35-37соединены с выходом второго выпрямительного моста, коммутирукицие диоды38-40 и аналого-цифровой преобразователь 41, управляющий транзисторными ключами с помощью сигнала обратной связи, поступающего с выходаконвертора.Устройство работает следующим образом. 50Задакщий автогенератор 15 вырабатывает прямоугольные импульсы переменного напряжения, которыеусиливаются мостовым усилителем мощности натранзисторах 11-14, Стабилизация выходного напряжения на конденсаторе20 осуществляется регулятором 21 напряжения, у которого первичная обмотка трансформатора 22 включена последовательно с преобразователем 10напряжения и первичной обмоткой понижакщего трансформатора 16. В зависимости от уровня выходного напряжения конвертора аналого-цифровой преобразователь 41 включает один илинесколько транзисторных ключей 35-37, 65 при этом ток первичной обмотки трансФорматора 22 трансформируется в цепь сглаживающего С-фильтра. Число комбинаций, обеспечивающее процесс дискретного изменения коэффициента передачи регулятора 21 напряжения равно И = 2-1, где щ - число вторичных обмоток трансформатора 22.Конвертор обладает высоким быстродействием и КПД, так как скорость дискретного регулирования фактически ограничена элементной базой, а отсутствие громоздких С-фильтров на выходе конвертора связано с отсутствием пауз в выходном токе и нагружении. Так как мощность регулятора напряжения относительно невелика и,составляет 10-15 выходной мощнос-. ти конвертора, то удельные ьассогабаритные показатели тоже не ухудшаются. Аналого-цифровой преобразователь может быть выполнен в виде интегрального микропроцессора, поэтому на массу и габариты устройства заметного влияния не оказывает.Формула изобретенияСтабилизированный конвертор постоянного напряжения, содержащий входной выпрямительный мост с С-фильтром, преобразователь напряжения спонижающим трансформатором, выходнойвыпрямитель с С-фильтром, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия и КПД, последовательно с первичной обмоткойпонижающего трансформатора введендругой трансформатор с рядом вторичных обмоток, имеющих различные коэффициенты трансформации, при этомвторичные обмотки через соответствующие выпрямительные мосты и транзисторные ключи образуют последовательную цепь, крайние выводы которой соединены с выходом входноговыпрямительного моста, а выход каждого звена последовательной цепишунтирован диодом в обратном направлении, введен аналого-цифровой преобразователь между входами транзисторых ключей и выходом конвертора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9505312, кл. Н 03 К 3/53, 1978.2. Елатомцев В.А. и др. Комбинированный стабилизатор напряжения свысоким КПД. в :"Вопросы радиоэлектроники", сер. ЭВТ, вып. 7, 1974,с. 144Воронин В.Г Соловьев В.С.,Батиков Е.И., Кознев А.М. Повышение,устойчивости ВИП и устройств электропитания ЭВМ от воздействия сетевыхпомех. - "Вопросы радиоэлектроники",сер. ЭВТ, вып. 7, МРП, 1978, с. 105,рис. 1.826522 Составитель Н,Цишевскаяктор П,Макаревич Техред Н. Граб Корректор Н.Швьщк Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 илиал аз 2532/77 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва