Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 12756 51) 4 Н 02 М 3/33 анов-Цивтомати- Совет 92.омати- Сос. 88, РАЗОВАГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21 387327/24-07(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЬ 1 Й ПРЕОБТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электро технике, а именно к вторичным источникам питания. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов и повышение надежности. Устройство содержит усилитель мощности (УМ) 1, трансформатор 2, дроссель 3, выпрямитель 5, конденсатор 6, узел 7 управления,выполненный в виде схемы сравнения(СС) 9 и широтно-импульсного модулятора (ЦИМ) 8. Выполнение 1 ИМ 8 в ви.де генератора импульсов с управляемой скважностью и подключение прямо"го и инверсного выходов его к соответствующим ключевым элементам УМобеспечивает упрощение алгоритма ихпереключения. При уменьшении выходного напряжения увеличивается сигнал ошибки с выхода СС 9 на управляемый вход генератора с управляемойскважностью. Изменением скважностиподдерживается стабилизированное выходное напряжение. Повышение надежности достигается за счет совмещения функций трансформатора - функциипередачи энергии и функции подключения дросселя к источнику входногонапряжения.з,п, ф-лы. 2 ип.1275Изобретение относится к электротехнике, . в частности к преобразователям постоянного напряжения, и может быть использовано во вторичныхисточниках питания предназначенных) 5для обеспечения стабильным напряжением различных Функциональных узлови устройств радиоэлектронной аппаратуры.Целью изобретения является уменьшение массы и габаритов и повышениенадежностч путем упрощения алгоритма переключения ключевых элементовусилителя мощности.На фиг, 1 показан стабилизированный преобразователь постоянногонапряжения; на Фиг. 2 - эпюры поясняющие работу устройства,Предлагаемое устройство состоитиз двухтактного усилителя 1 мощнос- щти, выпрямленного на трансформаторе2 со средней точкой, подключеннойчерез дрсссель 3 к одной из шинисточника постоянного напряжения, квторичной обмотке 4 трансформатора 2 25подключены выпрямитель 5 и конденсатор б, Между управляющими входамиключевых элементов усилителя 1 мощности и выходам устройства включенузел 7 управления, состоящий, напри- зрмер, из генератора 8 с управляемойскважностью и схемы 9 сравнения,В ряде случаев для упрощения устройства генератор с управляемойскважностью выполняется по схеме управляемого мультивибратора, к управляющему входу которо,.о подключен стабилитронУстройство работает следующим образом,Для простоты объяснения примем, что рабочая индукция в средечнике трансформатора при симметричном управляющем напряжении близка к ВВ 3 д 5 При подаче на вход постоянного напряжечия транзисторы усилителя мощности коммутируются прямоугольным напряжением, поступающим с выхода узла управления. В этом режиме управляющие импульсы с узла 7 управления сим-о метричны и транзисторы усилителя 1 мощности находятся в режиме насыщения и отсечки одинаковое время, а напряжение, прикладываемое к обмотке трансформатора 2, равно входному и трансформируется в обмотку 4. Зто напряжение через выпрямитель 5 прикладывается к конденсатору б и посб 94 2тупает на выход устройства и на вход У-У узла 7 управления.В состав узла 7 управления входит схема 9 сравнения, сравнивающая опорное напряжение с выходным, и генератор 8 с управляемой скважностью, на управляющий вход которого поступает разница между выходным и опорным напряжением (сигнал ошибки). С выхода А-А узла 7 управленияпоступают напряжения 11 А-Л на транзисторы усилителя 1 мощности (Фиг. 2 а). Индукция В в сердечнике трансформатора 2 изменяется по.линейному закону от -Вв до +Вз(согласно принятым предпосылкам), ее изменение показано на Фиг. 2 с . При уменьшении выходного напряжения (например, при увеличении тока или при уменьшении входного напряжения) увеличивается сигнал ошибки с выхода схемы 9 сравнения узла 7 управления на управляемый вход генератора 8 с управляемой скважностью который изменяет свою скважность (причем изменению скважности соответствует перемещение точки Ь относительно значения Т/2 временной оси к О или Т фиг "а)Допустим что изменение скважности привело к перемещению точки Ь относительно значения Т/2 временной оси в сторону к О значению времени, тогда открытому состоянию одного из транзисторов усилителя 1 мощности будет соответствовать интервал 8 а закрытому 8 +(фиг, 25). В течение открытого состояния 0 через транзистор усилителя 1 мощности протекает ток, перемагничивающий сердечник трансформатора 2 от -В , до +В5Я 9 при смене полярности управляющего напряжения А-А за время 8 сердечник трансформатора 2 перемагничивается от +Вз до -Б , а затем начинается процесс накопления энергии в дросселе 3 за счет малого внутреннегоо сопротивления насыщенного состояния трансформатора 2, Интервал насыщенного состояния трансформатора 2 определяется величиной. Далее процесс повторяется, Причем в интервалы 6 к обмотке трансформатора прикладывается напряжение Б+Ц, которое определяется следующим выражением: гдк К з = - скважность работы насым Р алыхВ,Тщающегося трансформатора.127 3Изменением скважности 8 поддерживается стабилизированное выходное напряжение, Эпюры напряжений 11 Ц, и токов .1для этого режима прйведены на фиг. 2 5-е. Равенство интервалов 9 для отрицательной и положительной полуволны напряжения на трансформаторе 2 (фиг. 2 е ) определяется равенством вольтсекундных интегралов для этих интервалов трансфор матор не передает постоянной составляющей напряжения). Для более резкого выражения насыщения целесообразно использовать Ферриты НМ 2000, НМ 6000, пермаллой 34 НКМП, 79 НМ. г 5Для получения высоковольтного стабилизированного напряжения выпрямиее тель 5 и конденсатор 6 могут быть выполнены в виде симметричных схем умножения - конденсаторно-вентиль ных схем выпрямления, что позволяет наиболее простыми средствами получить высокое стабилизированное напряжение при непрерывном входном токе (что невозможно достичь при про ектировании однотактных преобразователей с прямым или обратным диодом).Использование изобретения позволяет уменьшить массу и габариты уст- щ ройства и повысить его надежность путем упрощения алгоритма управления силовыми элементами усилителя мощности и, следовательно, упрощения схемы управления за счет совмещения функ 5694 4 ций трансформатора - Функции передачи энергии и функции годключения дросселя к источнику входного напряжения.Формула изобретения1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный трансформаторный усилитель мощности на ключевых элементах с дросселем в цепи питания и конденсатором, подключенным через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора, и узел управления усилителем мощности, включающий в себя схему сравнения выходного напряжения преобразователя с опорным и широтно- импульсный модулятор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы ч габаритов и повышение надежности путем упрощения алгоритма переключения ключевых элементов усилителя мощности, широтно-импульсньй модулятор выполнен в виде генератора импульсов с управляемой скважностью, прямой и инверсный выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам ключевых элементов усилителя мощности.2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что генератор импульсов с управляемой скважностью выполнен в виде управляемого мультивибратора,1275694 Составител Техред В. Кад итов ктор Г. Решетник еда нд Заказ 65775 ПодпиСССР д. ч/5 зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. на ВНИИПИ по д 13035