Импульсный преобразователь напряжения

(21) 3408853/ (22) 19,03.82 (46) 07.03.84 (72) В.Г.Павл В,Я.Павленко, и С,А.Даниэля (53) 621.316, (56) 1. Патен кл. Н 02 Н 3/2."Приборы та", 1980, Р 4 вых э ми н.722.1(0т США Р335, 19и техн4,.с. 1 8.8)3938023,6,ка экспери3. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТ Бюл. Р 9в, Р.Д.Летичевский, А.А.Мацков(54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАПРЯЖЕНИЯ, содержащий амплитудноимпульсный регулируемый конверторс внутренним блоком запуска, входомподсоединенный к входным клеммам,выходы которого соединены с выходными клеммами и через масштабирующийэлемент подключены к инвертирующемувходу измерительного блока, выпол"ненного на дифференциальном усилителе с динамической нагрузкой, неинвертирующий вход которого соединен систочником опорного напряжения, а од измерительного блока черезттерный повторитель подсоединен к управляющему входу конвертора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжейия, в него введен нелинейный блок стабилизации, выполненный на двух транзисторах противоположной проводимости и токозадаю-щем резисторе, база первого транзистора соединена с неинвертирукщим входом измерительного блока, эмиттер подключен через токозадающий резистор к коллектору второго транзистора и через переход база-эмиттер второго транзистора - к выходу измерительного блока, коллекторы первого и второго транзисторов подключены к соответствующим выходным клеммам укаэанного конвертора, при этом проводимость первого транзистора нелинейного блока стабилизации противоположна проводимости транзисторов дифференциального усилителя измери- тельного блока.5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 5 эобретецие отнссится к электротехнике, в частности к стабилизированным им 51 ульсным вторичным источникам п 51 тация,Известен импульсный преобразователь н,11 р 51 жения, содержащий амплитудна-импульсный регулируемый конВертор, в цепи обратной связи которого включен измерительный блок,вы 1 олненный на основе дифференциальНОГО усилител 511Однако известное устройство характеризуется существенным изменением зыхадного напряжения из-за переходного грацесса вследствие скачкообразного изменения тока нагрузки.Известен также импульсный преобразователь напряжения, содержащийамплитудно-импульсный регулируемыйконвертор с Внутренним блоком запуск, Входом подсоединенный к входнымклеммам, выходы которого соединеныс Выхад 15 ыми к.51 еммами и чере 3 масштабирующий злемент подключены к инвертирующему входу измерительного блока, выполненного на дифференциальном усилителе с динамической нагрузкои, неинвертирующий вход которога оединсн с источником опорногонапряжения, а вь,ход измерительногоблока чсрсэ эмиттерный повторительподсоедццсц к управляющему входуконвертора 2 1.Нсдастатко 5 указанного устройста является также существенное изменение Выходного напряжения в устано 55 Вшемся режиме из - за перехаде 1 ОГОпроцесса вследствие скачкообразногоизменения тока нагрузкиЦепь изобретения - повывение стабильности выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем,что в импульсный преобразовательнапряжения, содержащий амплитудно-импульсный регулируемый конвертор, входам подсоединенный к входнымклеммам Выходы которого соединеныс выходными клеммами и через масштабирующий элемент подк 55 ючены к инвертирующему входу измерительного блока, выполненного на дифференциальномусилителе с динамической нагрузкой,неинвертирующий вход которого соединен с источником опорнога напряжения,а выход измерительного блока черезэмиттерный повторитель подсоединенк управляющему входу конвертора, введен нелинейный блок стабилизации,выпалненныи ца двух транзисторахпротивоположной проводимости с неинвертирующим входом измерительногоблока, эмиттер подключен через токозадающий резистор к кол:1 ектору второго транзистора и через переход база-эмиттер второго транзистора - квыходу измерительного блока, коллекторы первого и второго транзисторовПОДКЛЮЧСНЫ К СООТВЕТС 1 ВчЮЩИМ ВЫХ 051 ным клеммам конвертора, при этом проводимость первого транзистора целинейногс блока стабилизации противоположна проводимости транзистора дифференциального усилителя измерительного блока.На чертеже приведена схема предлагаемого импульсного преобразователя напряжения.Импульсный преобразователь напряжения содержит амплитудно-импульсный регулируемый конвертор 1, входом подсоединенный к входным клеммам, выходы которого соединены с выходными клеммами и через масштабирующий элемент 2 подключены к инвертирующему входу измерительного блока 3, выполненного на дифференциальном.усилителе на транзисторах 4 и 5 с динамической коллекторной нагрузкой на транзисторе б. Неинвертирующий вход измерительного блока 3 соединен с источником 7 опорного напряжения. Выход измерительного блока 3 через эмиттерныи повторитель 8 подсоединен к управляющему входу конвертора 1, Нелинейный блок 9 стабилизации выполнен на двух транзисторах 10 и 11 противоположной проводимости и такозадающем резисторе 12. База первого транзистора 10 соединена с неинвертирующим входам измерительного блока 3, эмиттер подключен через токозадающий резистор 12 к коллектору второго транзистора 11 и через переход ба а-эмиттер второго транзистора 11 - к выходу измерительного блока 3, Коллекторы первого и второго транзисторов 10 и 11 подключены к соответствующим входным клеммам конвертора 1.Поскольку измерительный блок 3, источник 7 огорного напряжения и эмиттерный повторитель 8 структурно включены на выходе преобразователя, то напряжение для питания этих узлов целесообразно получать от одной иэ вторичных обмоток трансформатора конвертора. Поэтому конвертор 1 требует блок запуска, обеспечивающий первоначальную подачу напряжения на измерительный блок при подключении Входной сети к входу конвертора В установившемся режиме преобразователя блок запуска не влияет на работу конвертора. Импульсный преобразователь напряжения работает следующим образам.Регулируемый амплитудно-измерительный конвертор 1 поддерживает напряжение на выходных клеммах устройства : заданной стабильностью при поахаши цепи отрицательной обратЙой связи, выполненной на измеритель ном блоке 3. Измерительный блок 3 сравнивает напряжение на выходных клеммах устройства через масштабиРующии элемент 2 с опорным эталонным напряжением узла 7 и вырабатывает сигнал регулирования конвертором 1, В установившемся режиме транзисторы 4, 5 и б измерительного блока 3 работают в линейном режиме. Для обеспечения высокого усиления измерительного блока 3 последний по выходу развязан от конвертора 1 эмиттерным повторителем 8, Первый транзистор 10 нелинейного блока 9 стабилизации всегда смещен в прямом направлении. Эмиттерный ток первого транзистора 10 задается стабилизированным выходным напряжением конвертора 1 с помощью токо- задающего резистора 12В установившемся режиме импульсного преобразователя второй транзис-. тор 11 нелинейного блока 9 стабилизации находится в запертом состоянии, поскольку выходное напряжение измерительного блока 3 больше величины опорного напряжения узла 7.Таким образом, в установившемся режиме импульсного преобразователя напряжения нелинейный блок 9 стабилизации заперт по входу и не влия ет на работу устройства.При скачкообразном увеличении сопротивления нагрузки на выходе устройства возникает положительный выброс напряжения, 1(ак следует из предлагаемой схемы скачкообразное увеличение сопротивления нагрузки преобразователя приводит к уменьшению напряжения на входе конвертора до такой величины, при которой регулирующий транзистор конвертора должен эаператься. Однако понижение напряжения на его эмиттере ниже некоторого порогавызывает включение блока запуска. В результате на выходе преобразователя устанавливается некоторое напряжение, меньше номинальной величины, Поскольку зто состояние возникает в результате резкого повышения сопротивления нагрузки, которое приводит к понижению опорного напряжения, то это состояние устойчиво, так как установившееся пониженное выходное напряжение больше выходного напряжения, соответствующего пониженной опоре. В результате транзистор 5 измерительного блока 3 остается насыщенным, а транзистор б запертым.Этого не происходит при первоначальном включении преобразователя, так как в этом случае опорное напряжение нарастает и устанавливается быстрее, чем выходное напряжение,Таким образом, после резкого увеличения сопротивления нагрузки пониженное напряжение на выходе преобразователя устойчиво сохраняется, приуменьшении сопроюивления нагрузкипроисходит понижение выходного напряжения преобразователя до величины,меньшей соответствующей пониженной5 опоре. При этом транзистор 5 измерительного блока 3 выходит из насыщения, Появляется базовый ток транзистора б,транзистор 4 восстанавливает усилительные свойства. Это приводит к исчезновению шунтированияопорного напряжения и восстановлениюего первоначального повторителя.8приводит к восстановлению заданногоуровня выходного напряжения преобразователя.Таким образом, в преобразователес амплитудно-импульсным регулированием конвертора 1 беэ использованиянелинейного блока 9 стабилизации имеет место усточивое изменение выходЖ ного напряжения при скачкообразномизменении нагрузки. Введенный в устройство нелинейный блок 9 стабилизации позволяет сохранить опорное напряжение при переходных процессах, вызванных скачкообразным изменениемнагрузкиПри этом на выходе устройства после окончания переходного процесса уровень стабилизированного напряжения не изменяется,30 Происходит это следующим образом.Если выброс напряжения усиливается дифференциальным усилителем измерительного блока 3 до такой степени,что даже запирается транзистор б дина 35 мической нагрузки, то транзистор 4дифференциального усилителя продолжает сохранять усилительные свойствас помощью нелинейного блока 9 стабилизации. При достижении напряжения40 на переходе коллектор-база транзистора 4 нуля (границы линейного режима транзистора ) выходной транзистор 11 нелинейного блока 9 стабилизации отпирается и стопорит дальней,шее уменьшение напряжения между коллектором и базой транзистора 4 измерительного блока 3, Таким образом,сохраняются, усилительные свойстватранзистора 4 измерительного блока 3и тем самым устраняется паразитное50 шунтирование источника 7 опорногонапряжения. После окончания выбросанапряжения на выходе конвертора 1величина напряжения на выходе измерительного блока 3 увеличивается,55 нелинейный блок 9 стабилизациизапирается и устройство переходитв установившийся режим без изменения выходного напряжения;Введение в предлагаемый импульсный преобразователь напряжения нелинейного блока стабилизации позволяет поднять стабильность выходногонапряжения устройства,1078417 падчи Составитель Ю Техред О.Неце Л.Мотыль рректор О.Била Подлисно Филиал ППП Патент", г,ужгород, ул,Проектная б 342 Вн ш 1 п по 11303Тираж 8 Государственного ко лам изобретений и оМосква, Ж, Рауш 2митета СССкрытийкая наб.,