Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное

(50 4 Н 02 М 7/5 3 ЛИЯ 3,1,";3ГВПЧБ 3 ".:,.ЛЕИЯ Е БлИОЕ.-. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И 4 ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 920677, кл, Н 02 М 7/537, 1980.Авторское свидетельство СССР У 1102009, кл. Н 02 М 7/515, 1982, (54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры переменным напряжением. Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного синусоидального напряжения путем снижения нелинейных искажений при малых токах нагрузки.Силовой канал статического преобразователя включает в себя последовательно включенные инвертор 1 класса Д и фипьтр 2 нижних частот. Стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью узла 3 обратной связи, вход которого соединен с выходными выводами 31, 32, а выход - срегулирующим входом инвертора 1, Дпяобеспечения неизменности амплитудночастотной:характеристики фильтра 2при малых токах нагрузки производится принудительная подгрузка статического преобразователя. В нормальномрежиме с номинальным током нагрузкидатчик тока 33 вырабатывает напряжение для открытия транзистора 17 и закрытия транзистора 20 транзисторногоусилителя 16 переменного тока. Приснижении тока нагрузки выходной сигнал датчика 9 уменьшается, усилитель16 изменяет свое состояние и к выходным выводам 31, 32 подключается подгрузочный резистор 26, Резисторы 18,21 обратной связи обеспечивают линейность нарастания тока подгруэки помере снижения тока нагрузки. 2 з.п.Ь-лы, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и предназначенодля использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектрон 5ной аппаратуры переменным напряжениемс низким содержанием гармоническихсоставляющих.Целью изобретения является улучше" 0ние формы кривой выходного синусоидального напряжения путем снижениянелинейных искажений при малых токахнагрузки.На чертеже представлена функциональная схема статического преобразователя постоянного напряжения впеременное.Устройство содержит инвертор 1класса Д, фильтр 2 нижних частот, 20узел 3 обратной связи с согласующимтрансформатором 4, выпрямителем 5,сглаживающим Фильтром 6, блоком ,опорного напряжения, усилителем 8сигнала рассогласования, датчик 9 25тока с входным резистивным шунтом10, трансформатором 11 напряжения,двухполупериодным выпрямительным блоком на диодах 12 и 13 и сглаживающимВС-Фильтром на резисторе 14 и конденсаторе 15, транзисторный усилитель 16 с первым транзисторным каскадом на транзисторе 17 и резисторах18 и 19, вторым транзисторным каскадом на транзисторе 20 и резисторе 21и мостовой выпрямитель на диодак22-25, подгрузочный резистор 26,На схеме обозначены входные выводы 27 и 28 устройства, предназначенные для подключения первичного источника питания, выходные выводы29 и 30 фильтра 2 нижних частот, атакже выходные выводы 31 и 32 устройства, предназначенные дпя подключения нагрузки, которой присвоена 45позиция 33. Инвертор 1 класса Д ифильтр 2 нижних частот включены последовательно. Питающий вход инвертора 1 соединен с выводами 27 и 28,а выходной вывод 29 фильтра 2 - с вы 50водом 31. Вход узла 3 обратной связи(первичная обмотка согласующего трансформатора 4) подключен к выводам 31и 32, а выход (выход усилителя 8сигнала рассогласования) - к регули 55рующему входу инвертора 1. В узле 3обратной связи вход выпрямителя 5соединен с вторичной обмоткой трансФорматора 4, а выход в . с входом сглаживающего фильтра 6, сигнальный вход усилителя 8 сигнала рассогласования подключен к выходу сглаживающего фильтра 6, а опорный вход - к выходу блока 7 опорного напряжения. Вход датчика 9 тока (например, выводы входного резистивного шунта 10) соединен с выводами 30 и 32. Подгрузочный резистор 26 подключен к выходным выводам транзисторного усилителя 16, вход последнего соединен с выходом датчика 9 тока. В датчике 9 тока первичная обмотка, трансформатора 11 напряжения соединена с выводами резистивного шунта 10, вход двухполупериодного выпрямительного блока 12-13 подключен к вторичной обмотке трансформатора 11, вход сглаживающего ВС-фильтра 14-15 соединен с выходом выпрямительного . блока 12 и 13, а выход является выходом датчика 9 тока. В транзисторном усилителе 16, включенном на выходе постоянного тока мостового выпрямителя на диодах 22-25, два транзисторных каскада соединены последовательно, выполнены по схеме с общим эмиттером и снабжены отрицательной обратной связью по напряжению, функции которой выполняют резисторы 18 и 21. При этом вход первого иэ транзисторных каскадов (эмиттер-базовый переход транзистора 17) является управляющим входом усилителя 16, выходной вывод мостового выпрямителя 22-25 отрицательной полярности соединен с эмиттерами транзисторов 17 и 20, а выходной вывод положительной полярности, соединенный с коллекторной цепью первого транзисторного каскада, и коллектор транзистора 20 второго каскада - с выводами дпя подключения подгрузочного резистора 26.Устройство работает следующим образом.При подаче на выводы 27 и 28 питающего напряжения постоянного тока инвертор 1 класса Д вырабатывает псевдосинусоидальный сигнал. Длительности составных импульсов псевдосинусоидального напряжения промодулированы по синусоидальному закону.Фильтром 2 нижних частот осуществляется выделение из псевдосинусоидального напряжения первой гармоники, соответствующей заданной частоте выходного напряжения статического преобразователя, С помощью узла 3 обратной связи обеспечивается стабилизация вьг1. Статический преобразовательпостоянного напряжения в переменное, содержащий инвертор класса Д с фильтром нижних частот на выходе, соединенным с выходными выводами преобразователя, узел обратной связи, вход которого подключен к выходным выводам преобразователя, а выход - к регулирующему входу инвертора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного синусоидального напряжения путем снижения нелинейных искажений при малых токах нагрузки, введены датчик тока, мостовой выпрямитель, транзисторный усилитель и подгрузочный резистор, причем вход датчика тока включен последовательно в выходнув цепь между выводом фильтра нижних частот и выходным выводом преобразователя, входные выводы переменного тока мостового выпрямителя подклнчены к выходным выводам преобразователя, к выходным выводам постоянного тока мостового выпрямителя подключен транзисторный усилитель, к выходным выводам которого подключен подгрузочный резистор, а входной вывод усилителя соединен с выходом датчика тока.2. Преобразователь по п. 1, . о тл и ч а ю щ и й с я тем, что датчик тока содержит в выходной цепи последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и сглаживающий ВС- фильтр, выход которого является выходом датчика тока. з145712ходкого напряжения. При этом сигналобратной связи трансформируется трансформатором 4, выпрямляется выпрямителем 5 и сглаживается фильтром 6, Усилитель 8 сигнала рассогласования срав 5нивает постоянное напряжение с выходафильтра 6 с опорным напряжением, вырабатываемым блоком 7 опорного напряжения, и усиленным разностным сигналом управляет инвертором 1, изменяядлительности составных импульсов псевдосинусоидального напряжения (с сохранением синусоидального закона модуляции)15Анализ частотного спектра псевдосинусоидального напряжения показывает,что в нем из-за несовершенства реализации сигналов в классе Д (из-за конечных падений напряжения на насыщен Оных транзисторах, из-за наличия втранзисторном мосту инверсных токовв случае не чисто активной нагрузкизапаздывания при перекличении транзисторов и т.д.) имеются гармоники 25с порядковыми номерами, располагающимися ниже несущей частоты, причемв режиме статического преобразователя, близком к холостому ходу, имеетместо резкое ухудшениечастотного ЗОспектра псевдосинусоидального напряжения, что влечет за собой существенные возрастания нелинейных искажений выходного напряжения статического преобразователя. Для предотвращения этого негативного явления при малых токах нагрузки осуществляется принудительная подгрузкастатического преобразователя,Процесс подгрузки реализуетсяфункциональным взаимодействием датчика 9 тока и мостового выпрямителя 2225 с транзисторным усилителем 16Если в нормальном рабочем режиме приноминальном токе нагрузки на выводах 45резистивного шунта 10 имеется падение напряжения, которое после трансформации трансформатором 11, выпрямпения выпрямительным блоком 12-13 исглаживания ВС-фильтром 14-15 обеспечивает открытое состояние транзистора 17 и закрытое - транзистора 20,то при значительном снижении тока нагрузки выходной сигнал датчика 9 тока оказывается малым и транзисторныйусилитель 16 переходит в состояние,предусматривающее подключение подгрузочного резистора 26. При этом токподгрузки в течение одного полуперио 84да протекает по цепи: вывод 31, диод22, резистор 26, коллектор-эмиттерныйпереход транзистора 20, диод 25, вывод 32, а в течение другого полупериода - по цепи: вывод 32, диод 23,резистор 26, коллектор"эмиттерный переход транзистора 20, диод 24, вывод31, За счет резисторов 18 и 21 отрицательной обратной связи обеспечивается линейность нарастания тока подгрузки по мере снижения нагрузочноготока, Таким образом, форма выходногонапряжения при малых токах нагрузкине претерпевает существенных изменений и коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения статического преобразователя остается в допустимых пределах,формула и з о б р е т е н и я5 1457128 63. 11 реобраэовятель.по п, 1, о т-связью по напряжению транзисторных л и ч а ю щ и й с я тем, что тран- каскада, базовый вывод первого из них зисторный усилитель содержит два по- подключен к входному выводу усилите- следовательно соединенных, выполнен- ля, а коллекторный вывод второгобных по схеме с общим эмиттером и к его выходному выводу, снабженных отрицательной обратнойСоставитель И.ВойтовичРедактор А.Ворович Техред М.Дидык КорректорС.ЧерниЗаказ 7492/56 Тираж 645 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул, Проектная, 4