Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 011 2 М 3/335 БРЕТЕН ЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИ(56) 1. Воронин В.Г.,Соловьев В,С. и др. Повышение устойчивости ВИП и устройств электропитания ЭВМ от воздействия сетевых помех.-"Вопросы радиоэлектроники", сер,ЭВТ, вып.7, 1978, с.105, р.1.2. Авторское свидетельство СССР 9 826522, кл,Н 02 М 3/335, 1979 (прототип)(54)(57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ,содержащий входные выпрямитель ифильтр, мостовой транзисторный инвертор с узлом управления и выходнымтрансформатоРом, выходной выпрямитель с фильтром, подключенный квходу аналого-цифрового преобразователя, дополнительный трансформаторс рядом вторичных обмоток и звеньяпо числу этих обмоток, состоящиекаждое из коммутирующего транзистора,эмиттер которого образует первыйвыходной вывод звена, второй выходной вывод которого образован однимиз выводов дополнительного мостовоговыпрямителя, подключенный к вторичной обмотке дополнительного трансформатора, причем выходы звеньевшунтированы обратными диодами и включены в последовательную цепь,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,сцелью его упрощения и улучшения массогабаритных характеристик за счетисключения гальванической развязкимежду выходными выводами аналогоцифрового преобразователя и входамикоммутирующих транзисторов и повышения стабильности выходного напряжения, упомянутая последовательнаяцепь включена между входными выпрямителем и транзисторным инвертором,введен делитель .напряжения, подключенный к входному выпрямителю,средняя точка которого подключенак введенному общему выводу аналогоцифрового преобразователя и к эмиттерам дополнительно введенных почислу звеньев ключевых транзисторов,коллектор каждого из которых соединен со вторым выводом дополнительногомостового выпрямителя своего звеначерез два последовательно соединенных резистора, причем точка соединения последних подключена к базекоммутирующего транзистора соответствующего звена, а его коллекторосоединен с введенной средней точкойВторичной обмотки дополнительноготрансформатора, первичная обмоткакоторого подключена к первичнойобмотке выходного трансформатора,а выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к базам ключевых транзисторов.Изобретение относится к преобразовательной технике и,может бытьиспользовано при разработке источников вторичного электропитания.Известны стабилизированные конверторы, содержащие входной выпрямитель с фильтром, преобразователь напряжения с выходным трансформатором,выходной выпрямитель с С- фильтроми схему управления 1.Однако быстродействие процессастабилизации ограничено наличиемсравнительно большого .С-фильтрана их выходе, Величина этого фильтраопределяет быстродействие процессастабилизации выходного напряженияи зависит от частоты преобразования.Кроме того, в этих устройствах дополнительные потери мощности возникаютза счет увеличения эффективного значения тока относительно среднегоза период, Увеличение эффективного 20тока, вызванного процессом широтноимпульсного регулирования выходногонапряжения, приводит к дополнительным потерям мощности в трансформато -ре, выпрямительных диодах и выходном 25. С-Фильтре и, следовательно, снижает КПД всего устройства в целом.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсястабилизированный конвертор, содержащий входные выпрямитель и фильтр,мостовой транзисторный инвертор свыходным и дополнительным трансфорО матором, первичные обмотки которыхсоединены последовательно, выходнойвыпрямитель с Фильтром, аналого-цифровой преобразователь, звенья, состоящие из вторичных обмоток дополнительного трансформатора, дополнительных выпрямительных мостов итранзисторных ключеи, причем выходы 40звеньев образуют последовательнуюцепь, крайние выводы которой соединены с выходом входного выпрямителя,а выход каждого звена последовательной цепи шунтирован диодом в обратном направлении, кроме того, выходыаналого-цифрового преобразователяподключены к управляющим входамтранзисторных ключей 2 ,Недостатком известного конвертора 50является различие потенциалов науправляющих входах транзисторныхключей и на соединенных с ними выходах аналого-цифрового преобразователя. При этом исключается возможность соединять управляющие входытранзисторных ключей непосредственно с логическими интегральнымисхемами, используемым вместо дискретных элементов в аналого-цифровом преобразователе для уменьшенияего массы и габаритов. Разностьпотенциалов приводит к необходимости гальванического разделения междувыходами аналого-цифрового преобразователя, т.е, к значительному ус ложнению его схемы и введению в него трансформаторов, ухудшающих технологичность и массогабаритные показатели и повышающих стоимость устройства. Кроме того, при последовательном соединении первичных обмоток выыодного и дополнительного трансформаторов получается недостаточно высокая стабильность выходного напряжения, так как напряжения на первичных, а, следовательно, и на вторичных обмотках трансформаторов изменяются в зависимости от изменения тока нагрузки. Зависимость на обмотках дополнительного трансформатора от тока нагрузки ограничивает также универсальность и область использования стабилизированного конвертора, так как требуется разрабатывать дополнительный трансформатор с другими параметрами, если необходимо получить напряжение другой величины на выходе устройства,Цель изобретения - упрощение преобразователя и улучшение массо - габаритных характеристик за счет исключения гальванической развязки между выходными выводами аналогоцифрового преобразователя и входами коммутирующих транзисторов и повышение стабильности выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем входные выпрямитель и .фильтр, мостовой транзисторный инвертор с узлом управления и выходным трансформатором, выходной выпрямитель с фильтром, подключенный к входу аналого-цифрового преобразователя,дополнительный трансформатор с рядом вторичных обмоток и звенья по числу этих обмоток, состоящие каждое из коммутирующего транзистора, эмиттер которого образует первый выходной вывод звена, второй выходной вывод которого образован одним из выводов дополнительного мостового выпрямителя, подключенный к вторичной обмотке дополнительного трансформатора, причем выходы звень - ев шунтированы обратными диодами и включены в последовательную цепь, упомянутая последовательная цепь включена между входными выпрямите- лем и транзисторным инвертором, введен делитель напряжения, подключенный к входному выпрямителю, средняя точка которого подключена к введенному общему выводу аналого-цифрового преобразователя и к эмиттерам дополнительно введенных по числу звеньев ключевых транзисторов коллектор каждого из которых соединен со вторым выводом дополнительного мостового выпрямителя своего звеначерез два последовательно соединенных резистора, причем точка соединения последних подключена к базекоммутирующего транзистора соответствующего звена, а его коллекторсоединен с введенной средней точкойвторичной обмотки дополнительноготрансформатора, первичная обмоткакоторого подключена к первичнойобмотке выходного трансформатора,а выходы аналого в цифрово преобразователя подключены к базам ключевых транзисторов. 1 О На чертеже показана функциональная схема преобразователя. 15Преобразователь содержит выходной выпрямитель 1 и фильтр 2, мостовой транзисторный инвертор 3 с узлом 4 управления и выходным трансформатором 5, выходной выпрямитель б с Фильтром 7, подключенный к входу аналого-цифрового преобразователя 8, дополнительный трансформатор 9 с рядом вторичных обмоток 10 - 12 и звеньев 13 - 15 по числу этих обмо - ток, каждое из которых состоит из коммутирующего транзистора 16 - 18, эмиттер которых образует первый выходной вывод звена, второй выходной вывод которого образован одним из выводов дополнительного мостово- ЗО го выпрямителя 19 -21, подключенных к вторичной обмотке дополнительного трансформатора, при этом выходы звеньев шунтированы обратными диодами 22 - 24 и включены в последова тельную цепь, которая включена между входными выпрямителем и фильтром по схеме. вольт - вычитания, делитель 25 напряжения, подключенный к входному выпрямителю, средняя точка котоО рого подключена к общему выводу аналого-цифрового преобразователя и к эмиттерам дополнительных ключевых транзисторов 26 - 28, коллекторы которых соединены со вторыми выводами через два последовательно соединенных резистора 29 - 30, 31 - 32, 33 - 34, точка соединения которых подключена к базе коммутирующего транзистора, а коллекторы последних -со средними точками 35 -37 вторичных обмоток дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к первичной обмотке выходного трансформатора 5. Выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к 55 базам ключевых транзисторов 26 - 28.Устройство работает следующим образом.Узел 4 управления вырабатывает напряжение прямоугольной формы типа"Меандр", которое усиливается мостовым инвертором 3. 1 рансформатор 5преобразует это напряжение в напряжение необходимой величины, котороевыпрямляется и Фильтруется выходнымвыпрямителем б с Фильтром 7 и поступает на выход устройства. Стабилизация выходного напряжения конвертора осуществляется добавлением кнапряжению на выходе входного выпрямителя 1. выходного напряжениязвеньев 13 - 15, В зависимости отуровня выходного напряжения конвертора аналого-циФровой преобразователь 8 через ключевые транзисторы26 - 28 включает один или несколькокоммутирующих транзисторов 16 - 18,нри этом напряжение на выходе инвертора трансформируется в цень входного фильтра 2, обеспечивая необходимое напряжение на входе инвертора3 и стабилизируя выходное напряжениеконвертора, Когда закрыты транзисторные ключи 26 - 28, транзисторныеключи 16 - 18 звеньев 13 - 15 открыты нод действием дополнительных мостов 19 - 21 напряжения. Напряжениеполовин вторичных обмоток 10 - 12дополнительного трансформатора 9,снимаемое с отводов 35 - 37 черездва диода дополнительных выпрямительных мостов 19 - 21 и открытые транзисторные ключи 16 - 18 поступаетна вход фильтра 2. При открыванииодного или нескольких транзисторныхключей 26 - 28 аналого-цифровым пре -образователем 8 закрываются соответствующие транзисторные ключи 16 - 18звеньев 13 - 15 под действием запирающего напряжения, снимаемого сделителя 25 напряжения, и изменяетсявеличина напряжения на входе инвертора 3 таким образом, что выходноенапряжение преобразователя остаетсянеизменным,Изобретение позволяет выравнятьпотенциалы на управляющих входахтранзисторных ключей за счет создания общей точки с помощью делителянапряжения, к которому подключенобщий выходной зажим аналого-цифрового преобразователя, и исключитьнеобходимость гальванического разделения между выходами последнего,Кроме того, параллельное включениепервичных обмоток выходного и дополнительного трансформаторов преобразователя напряжения исключает сильную зависимость напряжений на нихот изменения тока нагрузки, повышаетстабильность выходного напряженияи расширяет область использованиястабилизированного конвертора,1096742 Составитель И.Никитинедактор И.дербак Техред Ж.кастелевич Корректора,дэятко Тираж 667 сударственног м изобретений осква, Ж,аказ 3839/41 Подписное ВНИИПИ Го о комитета СССР по дела и открытий 113035, И Раумская наб., д. ектная,4 ПП фПатентф, г. Ужгород ул филиал