Конвертор

О П И С А Н И Е (в 928562ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик.3 Ьоударотаенных комнтет СССР ао делам нзобретеннй н открытнй(72) Автор изобретения В,Д,Вогман 4 Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А,Бонч-Бруевича(54) КОНВЕГО Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания.Известны конверторы, содержащие ключевой усилитель мощности, фильтр нижних частот, блок управления ключевым усилителем,. выводом питания, соединенный с выходом через пороговое устройство и резистор, связывающий10 входные и выходные выводы 11. Недостатком данного устройства является отсутствие гальванической развязки между входом и выходом.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является конвертор, к блоку управления которого подключен формирователь плавного запуска, при этом питание блока управления и формирователя производится от вып" рямителя, содержащего трансформатор. работающий на частоте сети 2 1,Недостатком известного устройства является сравнительно низкие массо"габаритные показатели, обусловленныеиспользованием сетевого трансформа"тора и низкая надежность при малыхтоках нагрузки и холостом ходе засчет появления прерывистого токав выходной цепи,Цель изобретения - улучшение массо-габаритных показателей устройства при сохранении гальваническойразвязки входа и выхода, и повышениенадежности конвертора,Поставленная цель достигается тем,что в конвертор, содержащий узелуправления, выходом подключенный куправляющему, входу ключевого усилителя мощности с выходным выпрямителем и выходным фильтрЬм, а входом "с выходным выводом, а также формирователь плавного пуска, введены выходной пороговый элемент, электронныйключ и интегрирующая цепь, вход которой подключен к входному выводу3 92856 усилителя мощности, а выход - к вхо ду Формирователя плавного пуска и выходу электронного ключа, причем вход последнего подключен к выводу питания узла управления и через пороговый элемент к выходному выводу, при этом выход формирователя плавного пуска соединен с управляющим входом ключевого усилителя мощности,Кроме того, вход выходного Фильт ра подключен ыерез введенный дроссель насыщения к выходу выходного выпрямителя, параллельно выходным выводам которого включена дополнительная цепь, состоящая из последовательно соединенных диода, резистора и кон,денсатора, причем последний зашунтйрован вторым резистором:Структурная схема конвертора показана на чертеже. 20Конвертор содержит узел 1 управления, выходом подключенный к управляющему входу 2 ключевого усилителя 3 мощности с выходным выпрямителем и выходным Фильтром 4, а входом с вы ходным. выводом 5, формирователь 6 плавного пуска, содЕржащий пороговый элемент 7, соединенный с входом дифференцирующей цепи 8 и выводом питания Формирователя 9 импульсов возбуждения, вход которого подключен к выходу дифференцирующей цепи, а выход образует выходной вывод формирователя плавного пуска, вход которого через интегрирующую цепь 1 О подключен к35 входному выводу 11 ключевого.усилителя мощности. Кроме того, выход интегрирующей цепи подключен к выходу электронного клюца 12, который может быть выполнен на оптроне 13 и исполнительном элементе 14. Вход электронного ключа подключен к выводу питания 15 узла управления и через выходной пороговый элемент 16 к выходному выводу. Вход выходного фильт 45 ра подключен через дроссель 17 насыщения к выходным выводам выходногоР выпрямителя усилителя мощности, причем параллельно выводам последнего подключена цепь из последовательно включенных диода 18, резистора 19 и конденсатора 20, эашунтированного вторым резистором 21. Выход формирователя 6 плавного пуска подключен к управляющему входу 2 усилителя МОЩНОСТИУстройство работает следующим образом. 2 4При подключении входного вывода 11 к источнику первичного напряжени происходит заряд выходного конденсатора интегрирующей цепи 10. При достижении напряжения на этом конденсаторе заданного значения, с помощью порогового устройства 7 подается питание на формирователь 9 импульсов возбуждения. Коэффициент заполнения импульсов монотонно возрастает в соответствии с действием дифференцирующей цепи 8, за счет чего обеспечивается мягкий запуск устройства.Цепь 18-21 включенная параллельно выходу клюцевого усилителя 3 мощности, обеспечивает величину пускового тока транзисторов, близкую к номинальной непосредственно с начала пуска, Величина начального тока определяется сопротивлением резистора 19. Постоянная времени, определяемая произведением сопротивления резистора 19 и емкости конденсатора 20 может быть выбрана равной постоянной времени дифференцирующей цепи 8. Диод 18 препятствует разряду конденсатора 20 через цепь нагрузки, Резистор 21 обеспечивает разряд конденсатора при выключении устройства и выбирается достаточно высокоомным.При достижении выходным напряжением номинального значения подается питание на блок 1 управления с помощью выходного порогового устройства 16, Одновременно сигналом оптрона 13 замыкается исполнительный элемент электронного ключа 12 и выключается формирователь 6, а возбуждение ключевого усилителя 3 мощности производится от блока 1 управления.Поскольку изменение коллекторных токов силовйх транзисторов усилителя 3 мощности задается цепями 8 и 18- 21 "сквозные" токи в усилителе мощности 3 отсутствуют.Дроссель 17 насыщения предотвращает режим прерывистого тока в выходной цепи, чем обеспечивается стабильность регулировочной характеристики конвертора при малых токах нагрузки и холостом ходе на выходе устройства.Формирователь 6 может быть либо непосредственно соединен с входом управления усилителя 3 мощности, либо подключен к дополнительной обмотке импульсного. выходного трансформатора узла 1 управления.В качестве пороговых устройств 7 и 16 могут быть использованы динис25 Формула изобретения иал ППП "Патент",Ужгород, ул. Проек 5 9285 торы или схемы аналогичного действия. Если ток удержания порогового устройства 7 достаточно мал, а при пуске допускается значительный разряд выходного конденсатора интегрирующей це- пи 10, электронный ключ 12 может не устанавливаться.При различии величин напряжения питания блока управления и выходного напряжения конвертора пороговое уст ройство 16 может быть подключено к выходу вольтодобавочное или вольтовычитающее устройство.Изобретение позволяет улучшить массо-габаритные показатели вторичных 15 источников электропитания за счет исключения сетевого трансформатора и применения микроэлектронной элементной базы, а также повысить надежность за счет обеспечения стабиль о ности регулировочной характеристики конвертора и исключения "сквозных".токов. 1, Конвертор, содержащий узел управления, выходом подключенный к управляющему, входу ключевого усилителя мощности с выходным выпрямителем и выходным Фильтром, а входом - с выходным выводом, а также Формирова.тель плавного пуска, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улуч ВНИИПИ Заказ 3278/7 Тираж 719 Подписное 62 6шения массо-габаритных показателей,в него введены пороговый элемент,электронный ключ и интегрирующаяцепь, вход которой подключен к входному выводу ключевого усилителя мощности, а выход - к входу формирователя мощности, а выход - к входу формирователя плавного пуска и выходуэлектронного ключа, причем вход пос"леднего подключен к выводу питанияузла управления и через пороговыйэлемент к выходному выводу, при этомвыход формирователя плавного пускасоединен с управляющим входом Ключевого усилителя мощности.2. Конвертор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, вход выходного фильтра подключен через введенный дроссель насыщения к выходу выходного выпрямителя, параллельно выходным выводам которого включена дополнительная цепь, состоящая из последовательно соединенных диода, резистора и конденсатора, причем последний зашунтирован вторым резистором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 837 М, кл. Н 02 М 3/335, 1973.2, Верцберг, Кейв. Управлениепереключательными источниками питания с помощью БИС.-Электроника (США)й 7, 1977, с. 51-57.