Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оч 936286(22) Заявлено 2410.80 (21) 2997103/24-07с присоединением заявки МВ(23) Приоритет -Опубликовано 15.0632. Бюллетень Мо 22 1 з 11 М. Кл.з Н 02 М 3/335 С 05 Г 1/64 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий.58(088.8) Дата опубликования описания 1506,82 1М4(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования постоянного напряжения впостоянное, и может быть использованопри построении вторичных источниковпитания.Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения,содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения,делитель, компаратор, две логическиеячейки И, усилитель мощности, выпрямитель, индуктивно-емкостный сглаживающий фильтр и устройство обратной связи 1,Недостатками устройства являются его большие габариты, обусловлен-,ные наличием дросселя в сглаживающемфильтре, что определяется принципомработы устройства, является принципиально необходимьм, так как устройство осуществляет стабилизацию среднего значения напряжения на выходевыпрямителя, Кроме того, наличиедросселя приводит к значительномуувеличению динамической нестабильности выходного напряжения устройства, так как при резком увеличениитока нагрузки ток в дросселе не может измениться мгновенно, и разностный ток должен пройти через выходнойконденсатор фильтра, что в своюочередь приводит к появлению бросканапряжения на выходе устройства, Наличие дросселя в сглаживающем фильтре также ухудшает технологичностьизготовления устройства и ограничивает возможность его микроминиатюризации. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, компаратор, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, второй вход подключен к выходу блока обратной связи, а выход подключен к входу делителя и первым входам двух логических ячеек ИЛИ, вторые входы которых подсоединены к выходам делителя частот, а выходы подключены к управляющим входам усилителя мощности, первый вход которого соединен с первой входной клеммой, второй вход через дроссель соединен со второй входной клеммой, а выход через выпрямитель и емкостный фильтр соединен с60 выходными клеммами и входом блокаобратной связи 21,Недостатками этого устройства.являются большие габариты и низкаятехнологичность его изготовлениявследствие наличия дросселя, подключенного к входу усилителя мощности. Кроме того, это устройство имеетвысокую динамическую нестабильностьвыходного напряжения при резких изменениях входного напряжения и токанагрузки, так как дроссель препятствует быстрому изменению тока, потребляемого устройством. Например,при резком снижении входного напряжения для обеспечения постоянной вы 15ходной мощности необходимо увеличениетока, потребляемого преобразователем, а дроссель препятствует мгновенному изменению этого тока, что приводит к появлению провала в выходномнапряжении преобразователя,Целью изобретения является уменьшение габаритов и динамической нестабильности выходного напряжения устройства,Поставленная цель достигается 25тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения,содержащем генератор пилообразного напряжения, соединенный с первым входомкомпаратора, второй вход которого свя.ЗОзан через блок обратной связи с выходным выпрямителем, а выход подсоединен к делителю частоты и к однимиз входов логических блоков, вторыевходы которых подключены соответст- З 5венно к выходам делителя частоты,а выходы - к управляющим входамусилителя мощности, связанного свходными выводами и через выходнойтрансформатор,выпрямитель и фильтр 40с выходными выводами; логическиеблоки выполнены в виде элементов И,а выпрямитель выполнен управляемым,причем управляющий вход выпрямителяподключен к выходу компаратора. 45На чертеже приведена принципиальная схема устройства питания.Источник питания содержит генератор пилообразного напряжения 1,компаратор 2, первый вход которогоподключен к выходу генератора пилообразного напряжения 1, второй входподключен к выходу блока обратнойсвязи 3, а выход подключен к входуделителя частоты 4 и первым входамдвух элементов И 5 и б, вторые входыкоторых подключены к выходам делителя частоты 4, а выходы подключенык управляющим входам усилителя мощности 7, выполненного на базе ком"мутирующих транзисторов 8 и 9 итрансформатора 10, выход усилителямощности через управляемый выпрямитель 11 и емкостный фильтр 12 подключен к выходным выводам устройстваи входу блока обратной связи 3. б 5 Выход компаратора 2 соединен с управляющим входом управляемого выпрямителя 11, выполненного, например, на базе диодов 13 и 14, ключевого транзистора 15 и резисторов 16 и 17.Преобразователь работает следующим образом.Генератор пилообразного напряжения 1 выдает напряжение пилообразной формы, которое поступает на первый вход компаратора 2, на второй вход которого поступает постоянное напряжение с выхода блока обратной связи 3. Если пилообразное напряжение превышает выходное напряжение блока обратной связи 3, то на выходе компаратора 2 появляется напряжение, соответствующее логической 1. Передним фронтом этого напряжения запускается делитель частоты 4, который обеспечивает поочередное прохождение импульсов с выхода компаратора 2 через элементы И 5 и б на управляющие входы усилителя мощности 7При открывании коммутирующего транзистора 8 усилителя мощности 7 напряжение питания прикладывается к верхней полуобмотке трансформатора 10, являющегося линейной индуктивностью. В этот момент времени ключевой транзистор 15 управляемого выпрямителя 11 закрыт положительным потенциалом, поступающим с выхода компаратора 2 через резистор 17 и напряжение с выхода усилителя мощности 7 не проходит на вход емкостного фильтра 12. При этом ток коллектора коммутирующего транзистора 8 усилителя мощности 7 от нулевого значения возрас,тает по пилообразному закону, что приводит к накоплению энергии магнитного поля в сердечнике трансформатора 10. После окончания выходного импульса компаратора 2 коммутирующие транзисторы 8 и 9 усилителя мощности 7 закрыты, ключевой транзистор 15 управляемого выпрямителя 11 открыт током, протекающим через резистор 16 и энергия, запасенная в магнитном поле сердечника трансформатора 10 усилителя мощности 7 через диоды 13 и 14 управляемого выпрямителя 11 передается в емкостный фильтр 12 и нагрузку. Выходной ток управляемого выпрямителя 11 спадает по линейному закону, и когда он снижается до нуля, становится возможной подача открывающего сигнала на второй управляющий вход усилителя мощности 7. Открывание коммутирующего транзистора 9 усилителя мощности 7 вновь приводит к накоплению энергии в сердечнике трансформатора 10 при отключенном управляемом выпрямителе 11 и последующую передачу этой энергии в емкостный фильтр 12 и нагрузку после окончания выходного импульса компаратора 2. Приф этом индукция в сер936286 скачкообразных изменениях тока нагрузки и напряжения питания устройства. Формула изобретения Стабилизированный преобразовательпостоянного напряжения, содержащийгенератор пилообразного напряжения,выходом соединенный с первьм входомкомпаратора, второй вход которогосвязан через блок обратной связис выходным выпрямителем, а выход подсоединен к делителю частоты и к одним из входов логических блоков,вторые входы которых подключены соответственно к выходам делителя частоты, а выходы - к управляющим входам усилителя мощности, связанногос входными выводами и через выходнойтрансформатор, выпрямитель и фильтр -с выходными выводами, о т л и ч а ющ и й с,я тем, что, с целью уменьшения габаритов и улучшения динамической стабильности выходного напряжения логические блоки выполненыв виде элементов И, а выпрямительвыполнен управляемым, причем управляющий вход выпрямителя подключен квыходу компаратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 479101, кл. С 05 Р 1/64, 1973,2. Авторское свидетельство СССРР 758426, кл, Н 02 М 3/335, 1978. Составитель Т. ЕршоваТехред К,МыцьоКорректор А. Дзятк едактор И. Митровк Заказ 4244/69 Тираж 721 ВНИИПИ Государствевн по делам иэобрете 113035, Москва, Ж, РПодписна СССРтийд. 4 го к смит ий и отк ушская н Фсеод, ул., Проект Филиал ППП Патентф, г. Ужг дечнике трансформатора 10 усилителя мощности 7 изменяется в противоположную сторону, что приводит к более полному использованию сердечника и сокращению габаритов трансформаторов 10 по сравнению с однотактной схемой.Стабилизация выходного напряжения ооуществляется следующим образом,Если выходное напряжение изменяется, то изменяется постоянное напря жение на выходе блока обратной связи 3, а это приводит к изменению ширины импульсов на выходе компаратора 2, тем самым изменяется время открытого состояния коммутирующих транзисторов 158 и 9, усилителя мощности 7, т.е. изменяется величина энергии, запасаемой в сердечнике трансформатора 10, а следовательно и передаваемой в емкостный фильтр 12 и нагрузку 20 за каждый полупериод рабочей частоты источника питания. Это в конечном счете обеспечивает установку необходимого значения выходного напряжения преобразователя напряжения. 25Такое выполнение устройства позволяет значительно сократить габариты преобразователя напряжения,улучшить технологичность его изготовления и улучшить возможности его микро,миниатюризации эа счет исключения дросселя, включенного последовательно в цепь питания усилителя мощности. Одновременно значительно уменьшается динамическая нестабильность выходного напряжения устройства при