Устройство для управления переключающими транзисторами статического стабилизированного преобразователя

(51) Ч К 1 Н 02 Р 13/16б 05 Р 1/б 4 2) Заявлено 04.01.76 (21) 2311657 аявки М с присоединением асударственный комитетСовета Министров СССРаа делам изобретенийи открытий иоритет. Б 1 ол.1 снь Ле Ьописания 07.09.7 Дата опубликовани(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИМТРАНЗИСТОРАМИ СТАТИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к области электропитания радиоэлектронной аппаратуры, в частности к установкам для широтно-импу 11 ьсного управления переключающими транзисторами статических преобразователей с регулируемым выходным напряжением постоянного тока.Известны устройства для управления переключающими транзисторами преобразователей напряжения, использующие одноканальный модулятор с односторонней широтно-импульсной модуляцией на удвоенной частоте работы преобразователя, в которых путем деления на два импульсная последовательность с выхода модулятора превращается в два симметричных канала управления 11,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления переключающими транзисторами статического стабилизированного преобразователя с регулируемым выходным напряжением, содержащее источник электропитания с заземленным полюсом, к которому подключен один нз выводов вспомогательного источника электропитания, подключаемые выходами к переключающим транзисторам преобразователя два вентиля, первые входы которых соединены с выходом счетного триггера, а вторые входы подключены к выходу компаратора на операционном усилителе, усилитель рассогласования, выход которого соединен с одним входом компаратора, а вход служит для подключения к выходу стаоилпзированного преооразователя, генератор пилообразного нанряже ния и задающий генератор 21. Однако схемадля управления переключающими транзнсторамп с,10 жна и неэкономична, поскольку при построешп 1 как задающего генератора, так и генератора пилообразного напряжения ис пользуется большое количество схем совпадения, дискретных резисторов и конденсаторов.Целью изобретения является упрощениесхемы устройства, а также улучшение характеристик преобразователя и ограничение мак симальной ширины импульсов модулятора.Для этого в предлагаемом устронстве генератор пилообразного напряжения и задающий генератор совмсщены и выполнены на транзисторном мультивнбраторе с эмиттерным кон денсатором и дополнительной симметрией,причем вывод мультивибратора подключен к незаземленному полюсу источника электропитания через первый резистор, соединенный с другим входом комнаратора, первый вход ко торого и выход усилителя рассогласованнячерез Один д 110 д подключены к коллектору Одного из транзисторов мультпвибратора, эм 11 ттер которого соединен со вторым резистором и входом синхронизации счетного триггера.30 Коллектор указанного транзистора через тре 576652тий резистор соединен с незаземленным полюсом вспомогательного источника электропитания и через второй развязывающий диод - со средней точкой резисторпого делителя мультивибратора,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит мульгивибратор 1 с эмиттерным конденсатором на транзисторах с дополнительной симметрией, соединенный с незаземленным полюсом источника 2 электропитания через резистор 3, к части которого подключен один вход компаратора 4. Другой вход компаратора 4 и выход усилителя 5 рассогласования через развязывающий диод б подключены к коллектору транзистора 7 мультивибратора 1, эмиттер которого соединен с разрядным резистором 8 и входом синхронизации счетного триггера 9. Выходы счетного триггера Одк.Очеы к первым входам вентилей 10 и 11, ири этом вторые входы этих вентилей соединены с входом компдрдтора 4.Кроме Ого, кол,Сктор трдзисгорд 7 1 ул.1- вибратора 1 соединен с выходом вспомогательного источшиа 12 через резистор 13 и подключен через развязывающий диод 14 к средней точке делителя на резисторах 15 и 16.Одновременно к средней точке делителя на резисторах 15 и 16 подключена база транзистора 17, коллектор которого соединен с базой транзистора 7 мульгпвибратора 1 и резистором 18,Эмиттер транзистора 17 подкл 10 чен 1 конденсатору 19 и зарядному резистору 20. При этом другие выводы конденсатора 19 разрядного резистора 8 и резистора 18 подключены к заземленному выводу вспомогательного источника 12 электропитания, а зарядный резистор 20 и резистор 16 подключены к резистору 3В начале рабочего хода генератора пилообразного напряжения конденсатор 19 заряжается от источника 2 питания через зарядный резистор 20 и резистор 3. При этом напрякение с конденсатора 19 и зарядного резистора 20 через делитель на резисторах 15 и 16 подается на базу транзистора 17. Так как в начале цикла работы мультивибратора падение напряжения на зарядном резисторе 20 превышает напряжение на резисторе 16, то транзистор 17 заперт. При этом заперты и транзистор мультивибратора 17 и развязывающие диоды б и 14, Отпирается транзистор 17 тогда, когда напряжение на зарядном резисторе 20 становится меньше напряжения на резисторе 16.Поскольку выход транзистора 17 соединен со входом транзистора 7 мультивибратора, то процесс отпирания транзисторов протекает лавинообразно, мультивибратор опрокидывается, а конденсатор 19 быстро разряжается через насыщенные переходы транзисторов, разрядный резистор 8 и развязывающий диод 14, а также резистор 18. При этом импульс па 5 10 15 20 5 30 35 40 45 50 55 бО 05 пря кения на разрядном резисторе 8 передним фронтом переключает счетный триггер 9.Во время обратного хода генератора пилообразного напряжения из-за увеличения тока через резистор 16 напряжение на мультивибраторе с эмиттерным конденсатором на транзисторах с дополнительной симметрией падает, при этом база транзистора 7 мультивибратора в основном поддерживается за счет.разряда конденсатора 19. Поскольку коллекторный ток транзистора 7 мультивибратора в большей части определяется током через резистор 13, то после окончания разряда конденсатора 19 он выходит из режима насыщения. При этом транзистор 17 также выходит из режима насыщения и начинает запираться, что снова приводит к опрокидыванию мультивибратора и возврату его в исходное состояГ 1 р заряде конденсатора 19 нд резисторе 3 озникает напркеис пилоооразпой формы, к 010 рос пост паст 1 а Вход комс 1)дОрс 4, Где срдв 111 В 11 с с 5 с вь 1 ходьм с 1 Глом слите,151 5 рассогласования, Первоначально напряжеие пилообразного сг 1 дга меньше сигнала уси.теля 5 рассогласования, поэтому на выкодс компаратора 4 и па выходе одного из вснтилей есть сигнал управления. Как только напряжение пилообразного сигнала превысит напряжение аналогового сигнала, компаратор 4 переключается, а сигнал на его выходе и на выходах вентилей 10 и 11 становится равен НУЛ 10,Если, например, напряжение аналогового сигнала увеличивается, то соответственно увеличивается ширина импульса сигнала как на выходе компаратора 4, так и на выходе раоотающего в данный момент вентиля. Под действием сигналов с выходов счетного триггера 9 вентили 10 и 11 работают поочередно. В результате этого формируются модулированные по ширине и регулируемые по заднему фронту двухканальные сигналы управления переключающими транзисторами, сдвинутые друг относительно друга на 180.На время обратного хода генератора пилообразного напряжения транзистор 7 мультивибратора через развязывающий диод 6 блокирует как вход компаратора 4, так и подаваемый на него сигнал с усилителя 5 рассогласования. Поскольку при этом напряжение на части резистора 3 выше напрякения на развязывающем диоде 6, то сигнал на выходе компаратора 4 и на выходе вентилей 10 и 11 отсутствует. Когда транзистор мультивибратора 7 запирается, то развязывающий диод 6 (и развязывающий диод 14) под действием напряжения вспомогательного источника электропитания 12 также запирается, а на выходе компаратора и выходе одного из вентилей появляется сигнал.Таким образом, в сигналах управления переключающими транзисторами формируется пауза, которая, с одной стороны, устраняет влияние на работу компаратора обратного хо 576652да генератора пилообразного напряжения, а с другой, - ограничивает ширину импульсов управления переключающими транзисторами.Наличие паузы в сигналах управленц увеличивает устойчивость стабилизированного преобразователя напряжения при малых токах нагрузки и увеличивает его надежность благодаря исключению явления перекрытия.При изменениях напряжения источника электропитания частота работы задающего генератора предлагаемого устройства для управления переключающими транзисторами изменяется незначительно. В то же время амплигуда напряжения пилообразного сигнала на выходе компаратора изменяется практически пропорционально напряжению источника питания. Благодаря этому повышается стабильность напряжения на выходе регулируемого преобразователя, при этом предлагаемая схема проще п экоцомичцес известной. Формула изобретения Устройство для управления переключающими транзисторами статического стабилизированного преобразователя с регулируемым выходным напряжением, содержащее источник электропитания с заземленным полюсом, к которому подключен один из выводов вспомогательного источника электропитания, подключаемые выходами к переключающим транзисторам преобразователя два вентиля, первые входы которых соединены с выходом счетного триггера, а вторые входы подключены к выходу компаратора на операционном усилителе, усилитель рассогласования, выход которого соединен с одним входом компаратора, а 5 10 15 20 25 30 35 вход служит для подключения к выходу стабилизированного преобразователя, генератор пилообразного напряжения и задающий генератор, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы устройства, а также улучшения характеристик преобразователя путем исключения влияния обратного хода генератора пилообразного напряжения на работу компаратора и ограничения максимальной ширины импульсов модулятора, генератор пилообразного напряжения и задающий генератор совмещены ц выполнены на транзисторном мультивибраторе с эмиттерным конденсатором и дополнительной симметрией, причем вывод мульгивцбраторов подключен к не- заземленному полюсу источника электропитания через первый резистор, соединенный с другим входом компаратора, первый вход которого и выход усилителя рассогласования через один диод подключены к коллектору одного из транзисторов мультцвцбратора, эмцттер которого соединен со вторым резистором и входом синхронизации ссного триггера, кроме того, коллектор указанного транзистора через третий резистор соединен с цезаземленным полцосом вспомогательного источника электропитания ц через второй развязываюЦий диод - со средней точкой резисторного делителя мультпвпбратора.Источники цформации,принятые во вццмацце прц экспертизе1. Александров Ф. Н. Оптимизация транзисторного инвертора в низковольтном источнике питания, Электросвязь, 1972, Ло 7, с. 72 - 76,2. Патент ФРГ М 1961705, кл. 21 с 67/10, 1973,576652 Составитель С. ГорбачеваТехред И, Михайлова Корректор Л. Брахнина Редактор Н. Коган Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2288/19 Изд.826 Тираж 917 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5