Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (11) 2 М 3/335 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ У 28институт ави о я(088.8) нзистор ствах п ратуры.5, рис. ельство М 3/33 бые ания 19 СССР198 Н.Н. Стабилиые преобразов972, с.511 с. и т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ(56) Ромаш Э,М. Траразователи в устройдиоэлектронной аппаЭнергия, 1975, с.12Авторское свидетКф 1035753, кл. Н 02Моин В.С Лаптерованные транзисторли, - М.: Энергия,(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВА ТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности стабилизации выходного напряжения при работе на нагрузку импульсного характера. При резком уменьшении тока нагрузки на выходе силового преобразователя 1 постоянного напряжения появляется избыточная реактивная энергия. Регулируемый преобразователь 7 избыточной реактивной энергии возвращает ее на вход регулируемого инвертора 2. Нагрузка шунтируется и в ней исключены броски тока в этом режиме. В стационарном режиме преобразователь 7 исключен из работы. Введение преобразователя 7 в схему устройства не ухудшает его энергетических показателей, 1 з.п. ф-лы, 2 ил,1 13272Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям, выполненным на полупроводниковых приборах с управляющим электродом,и может быть использовано в качествевторичных источников питания радиоэлектронной аппаратуры.Цель изобретения - повьшение точности стабилизации выходного напряжения при работе на нагрузку импульс - ного характера.На фиг,1 и 2 представлены функциональные схемы вариантов стабилизированного преобразователя,Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой преобразователь 1 постоянного напряжения, состоящий из регулируема го инвертора 2 с выходным трансформатором 3, вторичная обмотка которога через выпрямитель 4 и сглаживающий фильтр 5 подключена к выходным выводам блока 6 управления, вход 25 которого подключен к выходу, а первые выходы соединены с управляющими входами .регулируемого инвертора 2. Устройство содержит также регулируемый преобразователь 7 избыточной реактив ной энергии, входные зажимы катарага подключены к нагрузке, выходные связаны с входными зажимами силового преобразователя 1 постоянного напряженил, а управляющие вх.ады соединены с вторыми выходами блока 6 управления. Регулируемый инвертор 2 силавага преобразователя 1 постоянного напряжения выполняется на транзисторах 8 и 9; выпрямитель 4 - на диодах 1)О 10-13, а сглаживающий фильтр 5 - на драсселе 14 емкости 15. Преобразователь 7 избыточной реактивной энергии выполняется на регулируемом инвертаре 16, собранном на транзисторах 17-18, с входным драсселем 19 и выходным трансформатором 20, к вторичной обмотке которого каскадно подключается выпрямитель 21, выполненный на диодах 22-25 сглаживающего кандан сатара 21. Блок 6 управления может быть выполнен па схеме связанных генераторов, один иэ которых ведамьгй, а другой задающий, синхранизирующий ведомый. Величина задержки прямаугольб ного напряжения, вырабатываемого ведомым генератором, по отношению к задающему регулируется па цепи обратной связи за счет изменения степени насыщения коммутирующих транзисторов ведомого генератора.Работа устройства осуществляетсяследующим образамПостоянное входное напряжение, подаваемое на входные зажимы силовогопреобразователяпостоянного напряженил, преобразуется регулируемьп 4 инверторам 2 за счет поочередного включения и выключения транзисторов 8-9в двупалярные прямоугольные импульсыс широтно-импульсной модуляцией, передаваемые через выходной трансформа"тар 3, выпрямитель 4 и сглаживающийфильтр 5, где из выпрямленных импульсав выделяется постоянная составляющая, в нагрузку, Уровень выходного напряжения определяется шириной импульсон на выходе регулируемого инвертора 2, которая зависит от величины входного напряжения и тока нагрузки и задается блоком 6 управления, В стационарном режиме изменение напряжения на входе регулируемого инвертора 2, например увеличение вызываетуменьшение ширины импульсов на ега выходе и компенсирует возможное увеличение стабилизированного напряжения на нагрузке в пределах статическай ошибки. Регулируемый преобразователь 7 избыточной реактивной энергииработает в режиме слежения за напряжением на выходе регулируемого инвертара 2, т,е, напряжение на ега выходных зажимах (сглаживающем конденсаторе 26) также возрастает при росте напряжения на входе регулируемогоинвертара 2, оставаясь равным этомунапряжению, При этом преобразователь7 избыточной реактивной энергии находится в режиме холостого хода (токв ега цепях практически равен нулю),Этот режим обеспечен ва всем диапазоне возмажнага изменения входного напряжения и плавнага (без скачков) изменения тока нагрузки, если.выполпяется условие;, произведение коэффициентов передачи по напряжению силовага преобразователя 1 постоянного напряжения и преобразователя 7 избыточной реактивной энергии равно единице, При сбросе тока нагрузки и появлении на нагрузке повышенного напряжения так в цепях регулируемогопреобразователя 7 избыточной реактивной энергии возрастает, обеспечиваятем самым возврат ва входную цепь силового преобразователя 1 постояннон 2 Ктрз КсЪ . (1) где К - коэффициент трансформациитрЗтрансформатора 3;К- схемный коэффициент силового преобразователя 1 постоянного напряжения;Б - напряжение на входе регу 2лируемого инвертора 2;,Т - период выходного напряжения регулируемого инвертора 2;ТЧ = --- (г- - длительностьТпаузы) - коэффициент заполнения импульса выходного напряжения регулируемых инверторов 2 и 16,Для регулируемого преобразователя7 избыточной реактивной энергии напряжение на сглаживающей емкости 26определяется П 26 Пн К тр.го Ксх 7 /Ч (2)где К - коэффициент трансформатр 2 оции трансформатора 20;Кс - схемный коэффициентпреобразователя 7 избыточной реактивной энергии,Приравнивая напряжения на входерегулируемого инвертора 2 из (1) исглаживающего конденсатора 26 из (2),получим з 13 го напряжения излишка реактивной энергии. Повьппение напряжения на нагрузке зависит от падения напряжения в цепях преобразователя 7 избыточной реактивной энергии, величина которого не превышает статической ошибки регулированияДля конкретной реализации стабилизированного преобразователя постоянного напряжения (фиг.2) условие работоспособности (условие равенства единице произведения коэффициентов передачи по напряжению силового преобразователя 1 постоянного напряжения и преобразователя 7 избыточной реактивной энергии) можно получить из равенства напряжений на входе регулируемого инвертора 2 и сглаживающего конденсатора 26. Для силового преобразователя 1 постоянного напряжения на нагрузке50 ки и появлении на выходе силовогопреобразователя постоянного напряжения избыточной реактивной энергии регулируемый преобразователь избыточной реактивной энергии осуществляет 27248нения импульса, те. остается постояннным при любой ширине импульсовна выходе регулируемого инвертора 2.5Это обеспечивает исключение из работы преобразователя 7 избыточной реактивной энергии в стационарном режиме за счет подбора коэффициентовуровнях стабилизируемого напряженияна нагрузке (любых величинах коэффициента 1) и включение в работу припоявлении избытка реактивной энергии.При сбросе тока нагрузки начинаетрасти ток преобразователя 7 избыточной реактивной энергии, который преобразует напряжение на нагрузке впостоянное напряжение, снимаемое сосглаживающего конденсатора 26, засчет регулируемого инвертора 16 сРросселем 19 на вхоце и выходнымтрансформатором 20, выпрямителя 21и сглаживающего конденсатора 26.Такимобразом осуществляется подгруэка си лового преобразователя 1 постоянного напряжения и обеспечивается стабилизация его выходного напряженияпри импульсном характере нагрузки.Данное решение допускает выполнениесилового преобразователя 1 постоянного напряжения по схеме регулируемогопреобразователя 7 избыточной реак-.тивной энергии при одновременной замене схемы регулируемого преобразователя 7 избыточной реактивной энергиисхемой силового преобразователя 1постоянного напряжения, В этом случае произведение коэффициента КтрКсКтр 2Кс,.т также останетсясх40 равным единице и не зависит от коэфФициента 1, Регулируемые инверторы2 и 16 и выпрямители 4 и 20 могутбыть выполнены и по другим схемамкак однотактным, так и двухтактным, 45 например полумостовым, несимметричным мостовым со средней точкой обмотки трансформатора (для выпрямителей).При резком уменьшении тока нагруз(3)Из (3) следует, что произведение коэффициентов передачи по напряжению не зависит от коэффициента заполее возврат на вход регулируемого инвертора, шунтируя таким образом нагрузку и исключая появление бросков напряжения на нагрузке в этом режиме.В стационарном режиме, когда нагруэ5 1327248 6 ка постоянна или изменяется с посто- живающий фильтр Подключена к выхбдянной времени, значительно большей, ным выводам, блок управления, вход чем постоянная времени сглаживающего которого подключен к выходным вывофильтра, регулируемый преобразова- дам, а первые выходы соединены с уптель избыточной реактивной энергии, 5 равляющими входами регулируемого инесли он выполнен с коэффициентом пе- вертора, о т л и ч а ю щ и й с я редачи по напряжению, обратно пропор- тем, что, с целвю повьппения точности циональным коэффициенту передачи по стабилизации выходного напряжения напряжению силового преобразователя при работе на нагрузку импульсного постоянного напряжения, исключен из 10 характера, введен регулируемый преработы (по его цепям протекает лищь образователь избыточной реактивной собственный ток холостого хода). Вве- энергии, входные выводы которого поддение такого регулируемого преобра- ключены к выходным выводам, выходные эователя избыточной реактивной энер- соединены с входом регулируемого интии не цриводит к увеличению потерь 15 вертора, а управляющие входы соедимощности и ухудшению энергетических иены с вторыми выходами блока управ- показателей стабилизированного пре- ления.образователя постоянного напряжения. 2. Преобразователь по п.1, о т- л и ч а ю щ и й с я тем, что регули- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 20 руемый преобразователь избыточной реактивной энергии выполнен на дополнительном регулируемом инверторе с выходным трансформатором и дросселемна,входе, выпрямителе и сглаживающемконденсаторе, включенных последовательно. 1, Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий регулируемый инвертор с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и сглараж 65 ПИ Заказ 34 одписн Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,