Многоканальный стабилизированный преобразователь

(54) МНОГОКА НЫЙ 11 РЕОБРАЗО (57) Изобрет ротехнике, в источникам п я к электвторичнымет быть исние относит частности к ания, и мо ногоканаль х источ пользовано в венеции в изооретения ках питания. Ц уменьшение габ зователя за сч зволяето втообра ритов и массы п т уменьшения ди его рабочей час а пазоне из- образовазона изменения 11 реобразовател оты.стородержит тран ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАНВАТЕЛЬ ный ключ 3, трацсФорматор 5 с обмотками 4, 6 и 11, дроссель 13. Схемауправлеция 18 вкпочает согласующийкаскад 19, блок обратной связи 21 иисточник опорного напряжения 22.Введение дополнительной обмотки 24дросселя 13 и диода 25 позволяет передать ца выход первого канала дополнительную мощность, величина ко -торой прямо пропорциональна частоте,в то время как величина мощности,поступающая ца выход второго канала, обратно пропорциональна частоте.При изменении тока нагрузки стабилизация напряжения в первом канале осуществляется за счет из скважности и частоты, что стабилизировать напряжени ром канале при меньшем ди менения частоты работы пр теля. 2 ил,Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания и может быть использовано в многоканальных источни 40 ках питания.Цель изобретения - уменьшение гдбаритов и массы преобразователя засчет уменьшения диапазона измененияего рабочей частоты, 10На фиг, 1 приведена электрическая схема устройства, на фиг, 2 -диаграммы токов и напряжений на его .элементах,Многоканальный стабилизированныйпреобразователь содержит входные выводы 1 и 2, между которыми в последовательной цепи включены транзисторный ключ 3 и первая обмотка 4 трансФорматора 5, вторая обмотка 6 которого через первый выпрямитель 7 ипервый фильтр 8 подключена к выходным выводам 9 и 10 первого канала,третья обмотка 11 трансформатора 5через первую обмотку 12 дросселя 13, 25второй выпрямитель 14 и второй фильтр15 подключена к выходным выводам16, 17 второго канала,. Схема управления 18 включает согласующий каскад19, выходом соединенный с управляющим входом транзисторного ключа 3,а входом подключенный к первому выходу задающего генератора 20 и к выходу первого блока обратной связи21, первый вход которого соединен свыходным выводом 9 первого канала,второй вход подключен к первому выходу источника опорного напряженияР22 и второму выходу задающего генератора 20, второй блок обратнойсвязи 23, первым входом соединенныйс выходным выводом 16 второго канала, вторым входом подключенный квторому выходу источника опорного.напряжения 22, а выходом соединенный со входом регулирования частотызадающего генератора 20, при этомдроссель 13 имеет вторую обмотку 24,которая через диод 25 подключена квыходным выводам 9 и 10 первого канала,50Устройство работает следующимобразом.Задающий генератор 20 формируетна своем первом выходе импульсы напряжения, скважность которых соответ 55ствует минимально допустимой скважности работы транзисторного ключа 3.Эти импульсы поступают на вход согласующего каскада 19, где суммируются с выходным сигналом первого блокаобратной связи 21. Первый блок обратной связи 21 осуществляет сравнение выходного напряжения первого канала с напряжением на своем второмвходе, которое представляет собойсумму постоянного напряжения источника опорного напряжения 22 и пилообразного напряжения со второго выхода задающего генератора 20, и формирует прямоугольные импульсы, скважность которых обеспечивает стабилизацию напряжения на выходе первогоканала. Указанные импульсы усиливаются согласующим каскадом 19 и пос-,тупают на управляющий вывод транзисторного ключа 3, в результате чегона второй 6 и третьей 11 обмоткахтрансформатора 5 формируются импульсы напряжения, форма которых показана на диаграмме 26 (фиг, 2). Приэтом, соотношение между длительностью периода Т и длительностьюотк.1рытого состояния транзисторного кгпоча 3 задается первым блоком обратнойсвязи 21, Форма напряжения, поступающего на вход первого Фильтра 8после первого выпрямителя 7, показана на диаграмме 27,Импульсы напряжения, поступающиена вход второго фильтра 15 послевторого выпря кителя 14, имеют длительность ь 2 (диаграмма 28), которая меньше длительности импульсанапряжения Т, на обмотке 11 на послтоянную величину 61 , определяемуювременем, необходимым для насыщениясердечника дросселя 13 по цепи, егопервой обмотки 12, Второй блок обратной связи 23 осуществляет сравнениевыходного напряжения второго каналас постоянным напряжением на второмвыходе источника опорного напряжения22 и путем воздействия на вход регулирования частоты задающего генератора 20 изменяет его частоту такимобразом, чтобы обеспечить стабилизацию на выходе второго канала.Форма напряжения на первой обмотке 12 дросселя 13 показана на диаграмме 29. Энергия, запасаемая в сердечнике дросселя 13 в течение времени 6 е затем выводится в интервалевыключенного состояния транзисторного1ключа 3 на выход первого канала через вторую обмотку 24 дросселя 13 идиод 25. Форма тока в котором приве 138520545 дена на эпюре 30. Величина энергии,накапливаемой в дросселе 13 в каждый период работы преобразователя,постоянна и определяется параметрамидросселя 13, следовательно мощность,поступающая на выход первого каналасо второй обмотки 12 дросселя 13прямо пропорциональна частоте работыпрЕобразователя.Рассмотрим два возможных случаяотклонения работы преобразователяот режима номинальных нагрузок,В первом случае в момент времениспроисходит уменьшение тока нагрузки первого канала при сохранении номинальной нагрузки во втором канале,При этом, возрастающее напряжениена выходе первого канала воздействует на первый блок обратной связи21, который уменьшает длительностьимпульсаоткрытого состояния транзисторного ключа 3 (диаграмма 27).В результате уменьшается длительностьлимпульсов напряжения, поступающих на вход второго фильтра 15 (диаграмма 28), и выходное напряжениевторого канала. Реагирующий на этоизменение второй блок обратной связи23 уменьшает частоту задающего генератора 20, увеличивает длительностьимпульса и период настолько, чтобысохранить прежнюю скважность импульсов на входе второго фильтра 15.Это достигается за счет того, чтопри уменьшении частоты уменьшаетсяотношение интервала йс к возрастающей длительности всего импульса .В свою очередь, уменьшение частотыработы преобразователя приводит куменьшению мощности, передаваемойна выход первого канала от второйобмотки дросселя 13, что позволяетпервому блоку обратной связи 21 уве"/личить длительность импульса са второму блоку обратной связи 23соответственно уменьшить отклонениечастоты от номинальной.Во втором случае в момент временыС происходит уменьшение тока наг 2рузки второго канала при сохраненииноминальной нагрузки в первом канале. При этом, возрастающее напряжение на выходе второго канала воздействует на второй блок обратной связи 23, который увеличивает частотузадающего генератора 20, Происходящее при этом уменьшение периода Ти одновременно длительности импульса(диаграмма 27) приводит к умень 5шению скважности импульсов на входевторого фильтра 15 (диаграмма 28)за счет увеличения отношения интервала Ь к уменьшающейся длительности импульса 7 , и стабилизации напряжения на выходе второго канала, Всвою очередь, увеличение частоты работы преобразователя приводит к увеличению мощности, передаваемой на выход первого канала от второй обмоткидросселя 13. Возрастающее при этомнапряжение на выходе первого каналавоздействует на первый блок обратнойсвязи 21, который уменьшает скважность импульсов (и длительность импульса), что позволяет второмублоку обратной связи 23 уменьшитьотклонение частоты от номинальной,Таким образом, уменьшение габаритов и массы устройства, экономия меди и магнитных материалов достигается за счет того, что при уменьшениидиапазона, изменения частоты работыпреобразователя может быть. повышенанижняя граница этого диапазона. Пришироком же диапазоне изменения частоты ее увеличение ограничено час.тотными свойствами переключающих элементов (особенно для высоковольтныхтранзисторов) и уменьшением К 1 Щ,Кроме того, при отсутствии второйобмотки энергия, накапливаемая в сер-,дечнике дросселя, рекуперируется впитающий источник через третью обмотку трансформатора, первую его обмотку и силовую цепь транзисторногоключа, что ухудшает траекторию еговыключения, увеличивая выд,еляемую внем мощность. Передача энергии дросселя непосредственно на выход первого канала более предпочтительнакак с точки зрения КПД, так и дляповышения надежности транзисторногоключа,Формула изобретенияМногоканальный стабилизированный преобразователь, содержащий по мень(шей мере один транзисторный ключ, трансформатор, первая обмотка которого включена последовательно с силовой цепью транзисторного ключа и подключена к входным выводам преобразователя, вторая обмотка через первый выпрямитель и первый фильтр подключена к выходным выводам первого1385205 Рн 2Составитель Н,Цишевск едактор И,Сегляник Техред Л. Олийнык Корректор А. 3 ов акаэ 1418 Тираж 665 ИИПИ Государственног по делам изобретений 5, Москва, Ж-З 5, Рауш одписноССР омитет открыт/5 ская наб., д производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,канала, третья обмотка через первую обмотку дросселя, второй выпрямитель и второй Фильтр подключена к выходным выводам второго канала и схему5 управления, включающую согласующий каскад, выходом соединенный с управляющим входом транзисторного ключа, а входом подключенный к первому выходу задающего генератора и к выходу первого блока обратной связи, первый вход которого соединен с выходным выводом первого канала, второй вход подключен к первому выходу источника опорного напряжения и второму выходу с задающего генератора, второй блокобратной связи, первым входом соединенный с выходным выводом второгоканала, вторым входом подключенный квторому выходу источника опорногонапряжения, а выходом соединенный свходом задающего генератора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения массы и габаритов засчет уменьшения диапазона изменениячастоты преобразователя, введенавторая обмотка дросселя, которая через введенный диод соединена с выходными выводами первого канала.