Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

12224 СОЮЭ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИК СПУБЛИКЯ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬСТВ 1:.а адри бюро ство СС1975.во СССР1976. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельР 479101, кл. С 05 Г 1/64,2. Авторское свидетельст9 517014, кл, С 05 Е 1/56,(54)(57) 1 РАЗОВАТЕЛЬ содержащий ности с тр входом под мам, а выхклеммами, напряжения подключенн сравнения ции соедин усилитель ненный пер СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ключевой усилитель мощансформаторным выходом, ключенный к входным клем- одом связанный с выходными генератор пидообразноговыходом непосредственно ый к первому входу узла и через узел синхронизаенный с входом триггера, обратной . связи, подсоедивым входом к выходу узла эталонного напряжения, вторым входом соединенный с выходными клеммами, а выходом подключенный к второму входу узла сравнения, два логических элемента И, выходами подключенных к входам управления усилителя мощности, первыми входами подсоединенныхк выходу узла сравнения, а вторыми входами соответственно соединенных с противофазными выходами триггера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД с одновремен-. ным повышением надежности, в него введены к 5-триггер и формирователи импульсов, входами подключенные параллельно силовым выводам ключей усилителя мощности, причем первые входы Е подсоединены к общей точке ключей усилителя мощности, а выходами соединены с входами й 5-триггера, выходы которого подсоединены к третьим входам логических элементов И, причем вход и соответствующий ему выход В 5-триггера связаны со смежными ключами усилителя мощности,1012224 2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь импульсов содержит последовательно включенные между его входами конденсатор, первый резистор Изобретение относится,к электронике и может найти применение в системах вторичного электропитаниярадиоэлектронной аппаратуры широкого,применения. 5Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения,содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжениФ компаратор, триггер, селекторы, усилителмощности и блок обратной связи 1 .Недостатком известного преобразователя является наличие "сквозного"тока, который обусловлен инерционностью электронных ключей. Появление"сквозного" тока вызывает дополнительные потери мощности и существенно.снижает надежность работы электронных ключей преобразователя, вплотьдо выхода их из строя,Наиболее близким к предлагаемому 20является преобразователь, содержащийключевой усилитель мощности с трансформаторным выходом, входом подключенный к входным клеммам, а выходомсвязанный с выходными клеммами, генератор пилообразного напряжения, выходом непосредственно подключенный кпервому входу узла сравнения и черезузел синхронизации соединенный с входом триггера, усилитель обратной связи, подсоединенный первым, входом квыходу узла эталонного напряжения,вторым входом соединенный с входнымиклЕммами, а выходом подключенный квходу узла сравнения, два логическихэлемента И, выходами подключенныхк входам управления усилителя мощности, первыми входами подсоединенных к выходу узла сравнения, а вторыми входами соответственно соединенных с противофаэными выходами триггера 21.Недостатками известного устройства являются низкий КПД и малая надежность, обусловленная, во-первых,наличием "сквозных" токов в усилителе мощности и, во-вторых, возможностью в переходных режимах либопри воздействии внешних помех повторного включения ранее насыщенноготранзистора усилителя мощности, что 50вызывает насыщение его трансформатора и приводит к отказу всего устройства,и параллельно соединенные второй ре. зистор и диод, причем общая точкапервого и второго резисторов подключена к выходу, а другой вывод второго резистора - к первому входу. Цель изобретения - повышение КПДс одновременным повышением надежности стабилизированного преобразователя постоянного напряжения.Поставленная цель достигаетсятем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения,содержащий ключевой усилитель мощности с трансформаторным выходом, входом подключенный к входным клеммам,а выходом связанный с выходнымиклеммами, генератор пилообразногонапряжения, выходом непосредственноподключенный к первому входу узласравнения и через узел синхронизации соединенный с входом триггера,усилитель обратной связи, подсоеди"ненный первым входом к выходу узлаэталонного напряжения, вторым входомсоединенный с выходными клеммами,а выходом подключенный к второмувходу узла сравнения, два логических элемента И, выходами подключен -ных к входам управления усилителямощности, первыми входами подсоединенных к выходу узла сравнения,а вторыми входами соответственносоединенных с противофазными выходами триггера, введены В 5-триггер иформирователи импульсов, входамиподключенные параллельно силовымвыводам ключей усилителя мощности,причем первые входы подключены к общей точке ключей усилителя мощности,а выходами соединены с входами В 5- триггера, выходы которого подсоединены к третьим входам логическихэлементов И, причем вход и соответствующий ему выход В 5-триггера связанысо смежными ключами усилителя мощности,формирователи импульсов включаютв себя последовательно включенныемежду их входами конденсатор, первыйрезистор и параллельно соединенныевторой резистор и диоД, общая точкапервого и второго резисторов подключена к выходу, а другой. вывод второго резистора - к первому входу формирователей.На фиг. 1 приведена Функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - временные диаграммы,поясняющие его работу,Стабилизированный преобразовательпостоянного напряжения содержит ге- .нератор 1 пилообразного напряженияусилитель 2 обратной связи, соеди-ненный с входом. узла 3 сравнения,другим входом соединенного с генератором 1 и охваченного обратной связьюпосредством резистора 4, коммутатор5, состоящий из двух логических элементов И б и 7, триггер 8, которыйчерез узел 9 синхронизации подключенк выходу генератора 2, усилитель 10мощности, состоящий из двух смежных 10транзисторов 11 и 12, включенныхв двухтактную схему инвертора совместно с трансформатором 13, выходом подключенного к выпрямителю 14с фильтром, В 5-триггер 15, подключен ный входом 5 через Формирователь 16импульса параллельно переходу эмиттер - коллектор транзистора 11, входом К - через второй Формирователь17 импульсов параллельно тому же переходу транзистора 12. Прямой и инверсный выходы триггера подключенысоответственно к входам логическихэлементов И 7 и б, другие входы которых подключены к выходу узла 3 25сравнения и парафазным выходам триггера 8, а выходы - к входам усилителя 10 мощности. Выход выпрямителя 14,являющийся одновременно выходом ста-билизатора; подключен к входу усилителя 2 обратной связи.Формирователи 16 и 17 импульсоввключают в себя последовательно включенные между их входами конденсатор18, первый резистор 19 и паралелльносоединенные второй резистор 20 и ди-З 5од 21, причем общая точка резисторов19 и 20 подключена к выходам формирователей 16 и 17,Работа устройства иллюстрируется.временными диаграммами напряжений, 40приведенными на фиг, 2, где а - входные напряжения узла 3 сравнения,б - выходное .напряжение узла 3 сравнения в, г - выходные напряжениятриггера 8; д - выходное напряжение 45логического элемента И б, е - выходное напряжение логического элемента И 7, ж - напряжение выходной обмотки трансформатора 13 усилителя 10мощности) з - выходное напряжениеформирователя 16 импульсов, и - выходное напряжение формирователя 17импульсов к, л - выходные напряжения триггера 15,Работа стабилизированного преобразователя постоянных напряжений осуществляется следующим образом.Пилообразное напряжение генератора 1 подается на неинвертирующийвход узла 3 сравнения, на инвертирующий вход которого поступает напря 6 Ожение усилителя 2, пропорциональноевыходному напряжению устройства(фиг. 2 а). На выходе узла 3 сравнения формируются прямоугольные импульсы, длительность которых обратно 65 пропорциональна выходному напряжению (фиг. 2 б).Эти импульсы совмест но с импульсами триггера 8 (фиг. 2 в и г) поступают на входы элементов И б и 7 коммутатора 5, по сигналам которого (фиг. 2 д и е), усилитель 10 мощности генерирует напряжение прямоугольной Формы в выходной обмотке трансформатора 13 (.Фиг. 2 ж). При работе усилителя 10 мощности транзистора 11 и 12 попеременно открываются и закрываютсяНапример, если транзистор 12 закрыт, а транзистор 11 открыт, импульсы с формирователей 16 и 17, представляющие собой продифференцированные импульсы с транзисторов 11 и 12, устанавливают триггер 15 в состояние, разрешающее прохождение управляющего сигнала через элемент И 6, так как на инверсном выходе триггера 15 появляется сигнал логической единицы (фиг. 2 л), и запрещающее прохождение сигнала через элемент И 7, так как на прямом выходе триггера 15 присутствует логический нуль (Фиг. 2 к). По окончании действия управляющего сигнала транзистор 11 закрывается и импульс с формирователя 16 (фиг. 2 а) сменяет состояние триггера 15 на противоположное, т.е. теперь открываться имеет возможность транзистор 12, Если транзисторы 11 и 12 усилителя 10 мощности: имеют большое время спада, то задний фронт импульса на обмотке трансформатора 13 затягивается (фиг, 2 ж) по сравнению с управляющим импульсом. Последнее может привести в известном стабилизаторе к перекрытию раэнополярных импульсов и появлению фсквозного" тока. В предложенном .стабилизаторе триггер 15 запрещает прохождение управляющего импульса на один из транзисторов, пока смежный транзистор не закроется, поэтому режим "сквозного" тока в предложенном стабилизаторе невозможей. Формирователи импульсов 16 и 17,устраняют возможность появления на входах триггера 15 одновременно сигналов логической единицы, что недопустимо для й 5-триггеров. Длительность импульсов формирователей 16 и 17 выбирают достаточной для срабатывания триггера 15. Дополнительным преимуществом предложенного стабилизатора является то, что он. устраняет возможность появления в усилителе 10 мощности сдвоенных импульсов, возникающих при кратковременном отключении нагрузки.При воздействии на стабилизатор помехи (Фиг. 2 а), возникающей при кратковременном отключении нагрузки, импульсы на выходе узла 3 сравнений могут отсутствовать (Фиг. 2 б)Последнее может привести в известном стабилизаторе к появлению импульса той же полярности, что и предыдущий1012224 Составитель Ю. ОпадчийЛ, Алексеенко Техред Ж,Кастелевич Корректор М Демц а каэ 2764/59 Т ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж раж 872енного комитета ССтений и открытий5, Раушская наб.,одписно лиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул, Проектная, 4(фиг, 2 ж). Эти сдвоенные импульсы насыщают трансформатор 13 усилителя 10 мощности, в результате транзисторы 11 и 12 выходят иэ строя. В пред- ложенном преобразователе триггер 15 обеспечивает чередование импульсов разной полярности на трансформаторе 13 усилителя 10 мощности.Таким образом, устранение "сквозного" тока позволяет повысить КПД устройства по сравнению с известными за счет исключения дополнительныхпотерь в усилителе мощности. Существенно повышается также надежностьза счет устранения как "сквозного"тока, так и возможности появленияв усилителе мощности сдвоенных импульсов, возникающих при кратковременном отключении нагрузки.