Инвертирующий бестрансформаторный понижающий преобразователь напряжения

(19) 51)4 Н 02 М 3 07 ЕНИ ЬСТВУ У СВИДЕ К АВТОРСК ОСУДАРСТВЕННЬЮ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЫМИ ОПИСАНИЕ ИЗ(54) ИНВЕРТИРУК 6(ИЙ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЬПОНИЖАКОИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано в качестве источника питанияпонижающего напряжения. Цель изобретения - расширение функциональныхвозможностей путем повышения чувствительности входных цепей к мгновенным значениям напряжения малогоуровня, улучшение формы выходного1372522 напряжения путем снижения нелинейных искажений и повышение КПЦ.Введение управляемого ключевого триггера2, источников опорных ЭДС 26, 27,эарядно-разрядных узлов на элементах 52-73 и запускающего двухтактного генератора импульсов 23 позволяет в совокупности с основными элементами устройства производить двухконтактное стробирование положительного полупериода входного напряжения.При этом на нагрузке 77 выцеляются при работе триггеров 1, 2 отИзобретение относится к эЛектротехнике и может быть использовано в качестве понижающего трансформатора электронного типа, способного понижать как постоянное, так и переменное напряжение.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем повышения чувствительности входных цепей к мгновенным значениям напряжения малого уровня, улучшение формы выходного напряжения путем снижения нелинейных искажений и повышение КПД.На чертеже дана принципиальная схема инвертирующего бестрансформаторного понижающего преобразователя напряжения.Преобразователь содержит два аналогичных управляемых ключевых триггера 1 и 2, каждый из которых выполнен на составных транзисторах,соединенных по мостовой схеме и образующих каскады с общим коллектором и общим эмиттером (ОК - ОЭ). Триггер 1 построен на составных транзисторах 3, 4 и 5,6 типа р-и-р. Эмиттеры этих транзисторов питаются от положительной полярности входного напряжения, которое поступает и на базы этих транзисторов через резисторы 7,8 и 9 10. Противоположные плечи моста построены на ключевых составных транзисторах типа и-р-и 11, 12 и 13, 14, также включенных по схемам ОК-ОЭ. Коллекторы указанных транзисторов соединены между собой, эмиттеры сое 5 10 15 20 25 30 35 рицательный и положительный полупериоды напряжения сильноточногосигнала. Путем регулирования напряжения источников опорных ЭДС 26,27 повышается чувствительностьтриггеров и обеспечивается режим работы устройства при минимальных нелинейных искажениях, Работа триггеров 1, 2 с глубокой положительнойобратной связью обеспечивает увеличение крутизны фронтов нарастанияи спада стробирующих импульсов сигнала. 1 ил. динены с общим выводом, а базы транзисторов соединены с общим выводом и эмиттерами транзисторов через резисторы 15, 16 и 17, 18. Второй ключевой триггер 2 построен по аналогичной схеме. Отличием от первого триггера является только то, что к общему выводу подключены эмиттеры всех транзисторов типа р-и-р, а эмиттеры транзисторов и-р-и соединены с источником входного напряжения. Входы ключевьж триггеров 1 и 2 через делители, выполненные на резисторах 19,20 и 21,22, соединены с соответствующими выходами запускающего двухтактного генератора 23 импульсов.Ключевые триггеры 1 и 2 соединены с выводами для подключения источника входного напряжения через диоды 24 и 25 и источники 26 и 27 опорных ЭДС при этом указанное соединение осуществлено следующим образом.Первый ключевой триггер 1 (эмиттеры транзисторов 3 и 5) соединен с катодом диода 24, анод которого подключен к положительной обкладке источника 26, вывод отрицательной обкладки которого соединен с входным выводом. Второй ключевой триггер 2 соединен с анодом диода 25, катод которого подключен к отрицательной обкладке источника 27, вывод положительной обкладки которого подключен к входному выводу.Кроме того, преобразователь содержит зарядно-разрядные узлы 28 и 29. Каждый из этих узлов состоитиз последовательно соединенных ицепочек; где и = 1,2,3,4 и т.д.коэффициенты понижения трансформатора, На представленном чертеже и = 3.Цепочки образованы последовательносоединенными конденсаторами и зарядными диодами. Кроме того,зарядноразрядные узлы включают разрядныедиоды. Таким образом, узел 28 построен на элементах 30-51, а узел 29 -на элементах 52-73, Точки соединенияконденсаторов и зарядного диода вкаждой цепочке через разрядные диоды(38-43 узла 28 и 60-65 узла 29) подключены к соответствующему фильтрунижних частот, включающему дроссель74 и конденсатор 75 для узла 28 и дрос.сель 76 и конденсатор 75 для узла 29и подключенному выходом к нагрузке 2077. При этом разрядные диоды узла 28включены противоположно относительно включения разрядных диодов узла29. Кроме того, точки соединенияупомянутых цепочек через диоды 32, 2535 и 50, 51 узла 28 и 54,57 и 72,73узла 29 подключены к второму выводуконденсатора первой цепочки 37 и44 узла 28 и 59, 66 узла 29, образующего входной вывод разрядно-эарядного узла, выходной вывод которого образован катодом зарядного диода последней цепочки. В зарядно-разрядных узлах аналогичные цепи (элементы 30 - 40 и 41-51 узла 28 и35элементы 52-62 и 63-73 узла 29)включены встречно друг другу и подключены к диагонали переменного тока соответствующего ключевого триггера 1 и 2.40Преобразователь работает следующим образом.При подаче на вход устройства напряжения постоянного или переменноготока положительный полупериод этогонапряжения через источник 26 и диод24 поступает на эмиттеры транзисторов 3 и 5 ключевого триггера 1, который запускается импульсами,поступающими с генератора 23 импульсов.За счет этого производится двухтактное стробирование положительногополупериода входного напряжения, Свыходной диагонали мостового триггера 1 снимаются импульсы сигнала,сдвинутые после стробирования на180 . Они поочередно поступают наэарядно-раэрядные узлы 28. Послекаждого заряда емкостей, соединенных последовательно через диоды, происходит разряд тех же конденсаторов, которые в этом случае уже соединены параллельно,на конденсатор фильтра и нагрузку 77. Дроссели 74 и 76 производят развчзку по высокой частоте. Нагрузка 77 зашунтирована конденсатором 75 от высокочастотных помех, образуемых после стробирования положительнойполуволнЬ входного сигнала. Аналогично описанному запускается с помощью импульсов генератора 23 ключевой триггер 2 при подаче на его входную диагональ отрицательной полярности входного напряжения, при этом разряд конденсаторов на нагрузку 77 осуществляется через второй фильтр нижних частот, состоящих из элементов 76 и 75.Таким образом, на нагрузке 77 выделяются при работе триггера 1 отрицательный полупериод напряжения сильноточного сигнала, а при работе триггера 2 - положительный полупериод.Регулируя напряжения источников 26 и 27 опорных ЭДС,можно установить желаемые режимы работы устройства в целом.Диоды 24 и 25 препятствуют проникновению на мостовой триггер напряже" ния противоположной полярности.Таким образом, в предлагаемом устройстве достигнуто повышение чувствительности к сигналам малогоуровня постоянного и переменного токов (за счет включения источников опорных ЭДС, повышающих чувствительность ключевого триггера, и применения двухтактного генератора импульсов с независимым питанием) и повышение,КПД (эа счет увеличения крутизны фронтов нарастания и спада стробирующих импульсов сигнала посредством включения в устройство мостовых триггеров, охваченных глубокой положительной обратной связью, при этом частота стробирования сигналаф 3 , где- граничная частота полосы пропускания инвертора). Формула и э о б р е т е н и яИнвертирующий бестрансформатУрный понижающий преобразователь напряжения, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника питания и72522 Составитель Л.устинкинаТехред А.Кравчук Корректор Л.Патай Редактор С,Пекарь Заказ 495/51 Тираж 665 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 13 цепи нагрузки, зашунтированной конденсатором фильтра, управляемый ключевой триггер, выполненный по мостовой схеме, к диагонали переменного тока которого подключены входы двух зарядно-разрядных узлов, включенных встречно относительно друг друга, причем каждый иэ заряднораэрядных узлов выполнен в виде и последовательно включенных цепочек, каждая иэ которых состоит из последовательно соединенных конденсатора и зарядного диода, точка соединения которых через разрядный диод и дроссель фильтра нижних частот подключена к выходному выводу, о т л и ч а - ю щ и й с я тем,что,с целью расширения функциональных воэможностей путем повышения чувствительности входных цепей к мгновенным значениям напряжения малого уровня, улучшения формы выходного напряжения путем снижения нелинейных искажений и повышения КПД дополнительно введены аналогичный управляемый ключевой триггер, два аналогичных зарядно-разрядных узла, включенных встречно относительно друг друга и подключенных входами к диагонали переменного тока укаэанного дополнительного триггера, а выходами через дополнительно введенный дроссель фильтра - квыходному выводу, а также два дополнительных диода, запускающий двухтактный генератор импульсов и регулируемые синфазно по модулю два источника опорных ЭДС постоянного тока,причем катод первого дополнительного диода соединен с одним входомосновного триггера, а его анод - сположительным выводом первого дополнительного источника постоянного тока, отрицательный вывод которогосоединен с входным выводом, анод вто 1 б рого дополнительного диода соединен с одним входом дополнительноготриггера, его катод - с отрицательным выводом второго дополнительногоисточника постоянного тока, положительный вывод которого соединен свходным выводом, другие входы триггеров соединены с общим выводом,управляющие входы триггеров соединены с выходами двухтактного генера тора импульсов, напряжения на которых сдвинуты относительно другдруга по фазе на 180 ф, а зарядныеи разрядные диоды дополнительныхэарядно-разрядных узлов включены в 30 обратном направлении по отношениюк аналогичным диодам основных зарядно-разрядных узлов.