Преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИК 337)5 Н 0 ГОСУДАРСТВЕ НЧЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ 30 Пи РЕТ СВ ЕЛЬ К АВТОРСКО В й институт, кл 977. СТО О зован яжени троп дное н изиру ости о ие и стая в сиситания. апряжеется путкрытого преобра(21) 4897038/07(57) Использование: преобрабилизация постоянного напртемах вторичного зле кСущность изобретения: выхоние преобразователя стабилтем регулирования длительнсостояния силовых транзист зователя 1 при неизменной длительности паузы, т.е. путем изменения частоты. Усилитель сигнала рассогласования 26, управляя значением тока на выходе управляемого источника тока 25, изменяет скорость нарастания напряжения на времязадающем конденсаторе 23. С помощью первого порогового элемента 24 и третьего ключа 21 происходит шунтирование выхода дополнительного выпрямителя 19, что ведет к выключению задающего генератора на элементах 7 - 15, пропаданию напряжения на обмотках управляющего трансформатора 2 и к разряду времяэадающего конденсатора 23. С этого момента формируется пауза в выходном напряжении инвертора, входящего в преобразователь, 2 з,п. ф-лы, 3 ил,Лэобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вгсричного электропитания РЭА.Целью предполагаемого изобретения является обеспечение трансформаторной гальванической развязки между выходом и входом при непосредственном измерении выходного напряжения, причем управляющий силовыми транзисторами трансформатор является одновременно и средством гальванической развязки источника питания.Поставленная цель достигается тем, что в источник питания, содержащий регулируемый конвертор, силовые транзисторы которого через формирователь управляющего напряжения и первое пороговое устройство связаны с источником опорного напряжения, введены мультивибратор на О-триггере, инвеотор, транзистор, резистивный делитель, трансформатор, выпрямитель, второе и третье пороговое устройства, два ключа, управляемый источник тока и времяэадающий конденсатор, причем последние, соединенные последовательно, подключены к выходным эажигдм конвертора.На фиг.1 представлена схема исто .ника питания; ча фиг.2 - ремег нь е,.диаграммы ее работы; нд фиг,З - зависим сгь ток; ряда времяэаддющего конденсатора о; выходного ндп.тженил 1 сточтка питания.Преобразователь постоянного 1 дг ряУкения содержит регулируемьй кснвертор 1, упрдвляощиг; входам силовьх грднэисто ров которого подклюеы базовые обмотки трд сформаторэ 2, крайние дывсды первичной обмотки последнего соединены с ключами 3 и 4, а вывод средней точки через резистивный делитель 5 и транзистор 6 - с входным выводом питания, кроме того, база гранзистора 6 соеди;ена с 0-выходом триггера 7: двумя ВСО-цепочками 8, 9, 10 и 11, 12, 13, поичем делитель 5 через второе пороговое устройство 14 и инвертор 15 соединен с дегителем частоты 16 и селектооами 17. 18. вторичная обмотка трансформатора 2 через выпрямитель 19 и третье пороговое устройство 20 соединена с ключами 21, 22, времязадающим конденсатором 23, первым пороговым устройством 24, управляемым источником тока 25, усилителе рассогласования 26 и резистор 27.Стабилизирующий источник питания работает следующим Образом.На нерегулируемом участке нагрузоч. НОЙ ХЭРаКТЕРИСТИКИ (ОнОл ом) КОНДЕНСд тор 23 не заряжается и ключ 21 Оаэомьнут и не оказывает влияния на длительности формируемых задающим генератором 715 им 10 20 25 30 35 40 45 50 55 пульсов Д 1 ительость открытого состояния транзисторов конвертора 1 соответствует времени заряда конденсатора 10 до порога срабатывания триггера 7 по 5-входу, а длительность паузы - соответственно конденсатора 11 по й-входу. Наличие инвертора 15 гарантирует двтоколебательный режим мультивибратора независимо от скорости подачи питающего напряжения Еу, В этом режиме (ОнОн 0 м) положительный перепад напряжения на С-входе триггера 7 не переключает последний в состояние паузы, так как О-вход соединен с плюсом питающего напряжения,На регулируемом участке нагруэочной характеристики (О . Ом 0 м) на выходе источника тока 25 гОЯвляется ток, заряждющий конденсатор 23, причем начало заряда соответствует концу паузы(токд 6, фиг.2, б). В зависимости от выходного напряжения усилителя рассогласования 26 ток заряда изменяется в широких пределах (см, фиг,З), изменяя соответствующим образом частоту преобразования конвертора. Поскольку на интервале паузы (точки 5, 6) конденсатор 23 щунтирован ключом 22, длительность импул ьсд Ь оп редел я ется в ремен ем заряда конленс:.трд .3 до порога срабатывания порогового устройства 24, которое, замыкая к 1 оч 21, во-первых, через пороговое устройство 20 осущесттляет сброс нагряжения нд конденсаторе 23, а во-вторых, здкорачивая втори нуо обмотку трансформатора 2 через делитель 5 и пороговое устройство 14, перек 1 ю дет положительньм перепадом напряжения триггер 7 в состояние паузы, Таким образом, регулирование (стабилизация) выходного напряжеия осуществляется изменением длительности открытого состояния ключей конвертора при фиксированной паузе, т,е. изменением частоты преобразования,Очевидно, что диапазон изменения тока нагрузки ораничен для схемы конвертора с дросселем в цепи еременного тока, поскольку с=. СО/1 р 0, Указанный недостаток исключается при использовании резонансной схемы конвертора, для чего параллельно одной из обмоток силового трансформатора конвертора подключается резонансный конденсатор (пунктир на фиг,1). При этом обеспечивается стабилизация выходного напряжения при изменении тока нагрузки в пределах 01 н0 м. поскольку кратность изменения частоты для резонансной схемы Кг2, что достигается не более чем трехкратньм изменением тока источника 25 во всем диапазоне изменения тока нагруэк 1.51015 Для исключения пульсаций выходного напряжения, вызванных изменениями питания (при подключении к сети переменного тока через выпрямитель) Я-вход триггера соединен с плюсовым входом питания через резистор 27. Соотношением резисторов 8 и 27 можно добиться полной компенсации пульсаций в начале вертикального участка нагрузочной характеристики, что обеспечивает параллельную работу нескольких ИВЭП беэ дополнительных межблочных связей,Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет расширить функциональные воэможности источника питания за счет применения любой схемы конвертора и обеспечения гальванической развязки при непосредственном измерении выходного напряжения, причем функции управления силовыми транзисторами и гальванической развязки выполняет единственный т рансформатор устройства управления, Кроме того, для резонансной схемы конвертора обеспечиваются:- стабилизация выходного напряжения вплоть до полного холостого хода нагрузки, - огоаничение тока нагрузки вплоть дорежима короткого замыкэния,- возможность наращивания мощностипутем параллельного соединения ИВЭГ 1 модулей,Формула изобретения 1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор и силовые транзисторы, входом подключенные к выходам формирователя управляющих импульсов, имеющего первый и второй ключи, подключенные по цепи управления к выходам двух селекторов, первые входы которых соединены с выходами делителя частоты, входом соединенного с выходом задающего генератора, первый пороговый элемент и узел опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем полного гальванического разделения выходных цепей от входных, введены дополнительныи транзистор, времязэдающий конденсатор, управляемый источник тока, третий и четвертый ключи, резистивный делитель напряжения, управляющий 20 25 30 35 40 45 50 трансформатор, дополнительный выпрями тель, второй и трегий пороговые элементы и усилитель сигнала рассогласования, один вход которого соединен с выходом преобра зователя, другой вход - с узлом опорного напряжения, а выход - с управляющим входом управляемого источника тока, замкнутого по выходу на времяэадаюший конденсатор, шунтированный третьим ключом и соединенный через первый пороговый элемент с управляющим входом четвертого ключа, шунтирующего выход дополнительного выпрямителя, входом подключенного к дополнительной обмотке управляющего трансформатора, вторичные обмотки которого соединены с управляющими входами силовых транзисторов, а первичная обмотка крайними выводами соединена через первый и второй ключи с первым входным выводом преобразователя, а отводом от средней точки через последовательно соединенные резистивный делитель напряже-. ния и дополнительный транзистор с выводом для подклю ения источника питания цепи управления, при этом выход дополнительного выпрямителя через второй поооговый элемен соединен с управляющим входом тпегьего ключа, база дополнительноо транзистора - г вторыми гходами селекторов, а задающий генератор выполнен на основе д-триггера, 0-вы код которо о соединен через инвертирующий элемент с управляющим входом делителя часто- ь и с базой дополнительногоранэистора, а также через первую параллельную РО-цепочку - со своим Я входом, причем О-триггер Я- входом соединен через вторую параллельную ВО-цепочку с выходом инвертирующего элемента, О-входом; с коллектором дополнительного транзистора, С-входом - через тре тий гюроговый элемент со средней точкой реэистивного делителя напряжения, а Р- и Я-входы через соответственно первый и второй хронирующие конденсаторы - с первым входны,":, выводом преобразователя.2, Преобразователь по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он выполнен резонансным с последовательными С-контуром и подклю чением силового трансформатора параллельно конденсатору С-контура.3. Преобразователь по п,2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что 5-вход О-триггера соединен через введенный резистор с вторым входным выводом преобразователя,Составитель А.БасТехред М,Моргентал Кор Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва. Ж, Рэушская наб., 4/5