Преобразователь постоянного напряжения

-3%Рфафк 1 " л, Ь; .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфеэ Сфаетских Социалистических Республик(51) М. Кл.з С 05 Г 1/64Н 02 И 7/537 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.314. .57(088.8) Дата опубликования описания 25. 10. 80(54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯ(ЕНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.Известны устройства, содержащие .5 задающий генератор, один из выводов которого подключен к счетному входу триггера, при этом парафазные.выходы названного триггера подключены к паре логических элементов И-НЕ, управляю щих двумя каскадами согласующих транзисторов и транзисторов усилителя мощности, служащих для переключения первичных обмоток силового трансформатора, и схему управления 1 и 15 И.Недостаток устройств - отсутствие защиты транзисторов усилителя мощности от перегрузок и коротких замыканий. 20Известен также преобразователь напряжения, который содержит задающий генератор, управляющий счетным триггером, парафазные выходы которогс через пару логических элементов 25 И-НЕ и соответствующие согласующие устройства подключены к управляющим входам тр=нзисторов усилителей мощности, служащих для переключения первичных обмоток силового трансфор матора преобразователя, каскад за-,щиты, состоящий из двух каналов,включающих в себя датчики токовтранзисторов усилителей мощности,компараторы, состоящие из двухкаскад.ных усилителей тока и несимметричные Д-триггеры, выходы которых подключены ко вторым входам упомянутойпары логических элементов И-НЕ, причем один нз входов Д-триггеров подк.лючен к выходу одного из ком-параторов, а другой - к одномуиз выходов упомянутого счетноготриггера 3 . Недостатком преобразователя является то, что порог срабатывания каскада защиты, определяемый напряжением на переходе змиттер база входного транзистора компаратора изменяется с изменением температуры окружающей среды в диапазоне от -60 о до +125 С более, чем на 100, что снижает стабильность порога срабатывания. Кроме тогс наличие двух каналов защиты существенно усложняет схему преобразователя напряжения и требует дополкительного потребления электроэнергии.Цель изобретения - упрощение, повышение КПД и стабильности каскада защиты.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средним выводом, задающий генератор, связанный со счетным триггером, парафазные выходы которого через пару логических элементов И-НЕ и соответствующие согласующие каскады соединены с управляющими входами переключающих транзисторов усилителя мощности, одни из одноименных силовых выводон которых подключены к крайним выводам трансформатора, а другие - к общему выводу источника электропитания через датчик тока, связанный с каскадом защиты, подключенным к дополнительному источнику электропи, тания, при этом вторые входы элементов И.-НЕ связаны с выходом несимметричного Д-триггера, введены два делителя напряжения и инвертор. К средней точке делителя, состоящего из последовательно соединенных резистора и диода, и подключенного между ныводами дополнительного диода и силовыми выводами транзистора, связанных с датчиком тока, подключены базы входных транзисторов каскада защиты, эмиттер которого подключен к средней точке второго резистивного делителя, подключенного к дополнительному источнику, а выходной вывод каскада защиты подключен через инвертор к входу Д-триггера, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора. Упомянутые согласующие каскады выполнены по схеметранзисторного инвертора, вход которого подключен через токоограничительные резисторы к ныходам логических элементов И-НЕ, а выходк базам силовых транзисторов, Переключающий транзистор выполнен в ви де составного, причем эмиттеры силового транзистора подключены ккрайним выводам силового трансформатора, а их базы - к коллекторам управляющих транзисторов другоготипа проводимости, эмиттеры которыхсоединены с общим выводом источниковэлектропитания.На чертеже приведена принципиальная схема устройства.Преобразователь постоянного напряжения содержит задающий генератор 1,управляющий счетным триггером 2 инесимметричным Д-триггером 3, парулогических элементов И-НЕ 4 и 5, одни входы которых подключены к парофазным выходам счетного триггера, авыходы через ограничивающие резисторы 6 и 7 соединены со входами согласующих каскадов на транзисторах8 и 9 типа р-п-р, эмиттеры которых через токозадающие резисторы 10 и11 соединены с положительной клеммой дополнительного источника электропитания, а коллекторы через нагрузочные сопротивления" 12 и 13с общим выводом источников электропитания и непосредственно со входамисоставных переключающих транзисторов усилителя мощности, содержащих управляющие транзисторы 14 и 15типа п-р-п, змиттеры которых соединены с общим выводом источниковпитания, коллекторы - с базами силовых транзисторов 16 и 17 типар-п-р, эмиттеры которых соединены 15с крайними выводами первичной обмотки трансформатора 18, а коллекторы через резистинный датчик тока19 - к общему выводу источника питания. Средняя точка делителя напряжения, содержащего последовательно соединенные резистор 20, подключенный к выводу дополнительного источника, и диод 21, подключенный внаправлении протекания тока к коллекторам силовых транзисторов, подключена к базе входного транзистора22 каскада защиты, а е:о эмиттерк средней точке делителя напряженияна резисторах 23 и 24, подключенногок выводам дополнительного источника.Коллектор ныходного транзистора 25каскада защиты через инвертор26 подключен ко нторому входу Д-триггера 3, а его выход - ко вторым входам логическихэлементов И-НЕ.Работает преобразователь постояного напряжения следующим образом.Импульсы с выхода задающего генератора 1 подаются на счетный входтриггера 2, " выходов которого пара фазные последовательности импульсовчерез схемы И-НЕ 4 и 5, резисторы 6 и7 и согласующие транзисторы 8 и 9подаются на входы транзисторов 14-17усилителя мощности, которые поочеред но коммутируют первичные обмоткитрансформатора 18 преобразователя.В результате этого на выходе трансформатора генерируются прямоугольныеимпульсы, частота которых в два раза меньше частоты задающего генератора 1. Сигналом с выхода задающегогенератора 1 управляется и несимметричный Д-триггер 3, с выхода которого при отсутствии перегрузки снимается логическая единица, не влияющая на работу логических элементовИ-НЕ.Защита от перегрузки по току обеспечивается пороговой схемой преобразователя тока; протекающего через си- бО ловые транзисторы 16 и 17, преобразователя но временной интервал. Сигнал с датчика тока 19 через термокомпенсирующий диод 21 подается навходной транзистор 22 каскада защиты, б 5 опорное запирающее напряжение которо773609 формула изобретения2, Авторское свидетельство СССР1. Преобразователь постоянного Р 479101, кл. 0 05 Г 1/64, 1975.напряжения, содержащий силовой транс 3. Дудникон В.П, и др . Унифиго задается делителем напряжения нарезистора;: 23 и 24,В случае п;.:нышения тока черезсиловые транзисторы 16 и 17 порогового значения на выходе днухкаскадного усилителя постоянного токана транзисторах 22 и 25 формируетсяимпульс, который инвертируясь, переключает Д-триггер 3 в состояние,соответствующее на его выходелогическому нулю. В результате навыходах логической пары элементовИ-НЕ 4 и 5 Формируются логическиеединицы, и транзисторы 14-17 усилителя мощности запираются, и обеспечивается надежная их защита от токовых перегрузок,Таким образом, с момента возникновения перезгрузки до конца периода задающего генератора 1 осуществляется отключение транзисторов14-17 усилителя мощности от источника аварийной ситуации.При наличии очередного импульсас задающего генератора Д-триггер 3снова перебрасывается в исходноесостояние, при котором на его выходе формируется логическая единица,причем, если перегрузка носит длитель"ный характер, то усилитель мощности будет включен лишь на время,определяемое скоростью нарастаниятока перегрузки до порогового значения, При снятии же перегрузки схе.ма преобразователя напряжения автоматически возвращается в исходноесостояние.Таким образом, наличие компенсирующего диода на входе транзисторакаскада защиты позволяет с помощьюподбора резистора обеспечить нулевой температурный коэффициент нанряжения каскада защиты, причем порог срабатывания каскада защитызависит лишь от колебаний напряжения дополнительного источникаэлектропитания, служащего одновременно для питания логическихмикросхем, величина которого не превышает + 5.Кроме того, наличие одного канала защиты при выполнении тех жефункций, что и схема известного, значительно упрошает схему и делает ееболее надежной.И, наконец, включение резистивногогдатчика тока в коллекторную цепь двухсоставного транзистора усилителя мощности не приводит к дополнительным потерям электроэнергии в каскаде усилителя мощности, но на порядок снижает потребление ее н согласующемкаскаде, что дополнительно унеличивает КПД преобразователя постоянногонапряжения,Форматор, первичная обмотка котороговыполнена со средним выводом, задающий генератор, связанный со счетным триггером, парафазные выходы которого через пару логических элементов И-НЕ и соотнетствующие согласующие выходы соединены с управляющими нходами переключающих транзисторов усилителя мощности, однииз одноименных силовых выводов которых подключены к крайним выводам10 трансформатора, а другие - к общемувыводу источника электропитания через датчик тока, связанный с каскадом защиты, подключенным к дополнительному источнику электропитания,15 при этом вторые входы элементов И-НЕсвязаны с выходом несимметричногоД-триггера, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощенияповышения КПД и стабильности каскада за 2 О щиты, н каскад защиты дополнительновведены иннертор и два делителя напряжения, к средней точке одного изкоторых, состоящему из последователь-.но связанных резистора и диода и подключенного между выводом дополнительного источника и силовыми выводамитранзисторов, связанных с датчикомтока, подключена база входного транзистора каскада защиты, эмиттер которого подключен к средней точке нтороЗО го резистивного делителя, подключенного к дополнительному источнику, авыходной нынод каскада защиты подключен через иннертор к входу Д-триггера, второй вход которого подключен35 к выходу задающего генератора.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что упомянутые согласующие каскады выполнены по схеме транзисторного инвертор4 О вход которого подключен через токоограничительные резисторы к выходамлогических элементов И-НЕ, а выходк базам силовых транзисторов,3. Преобразователь по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения КПД, переключающийтранзистор выполнен в ниде составногоУпричем змиттеры силового транзистора подключены к крайним выводам си лового трансформатора, а их базык коллекторам управляющих транисторон другого типа проводимостиэмиттеры которых соединены с общимвыводом источников электропитания.55 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Плешко В.В "табилизированныйпреобразователь напряжения. "ОбменЩ опытом н радиопромышленности", 9 5,1976, с. 43-44,ФфФ 4 ф п 1 " фффффс;ю773609 Составитель И. Никитине актор Н. Горват ТехредТ.Маточка КорректорН. Г иг 62 Тираж 956 Подписно НИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий 13035 Москва ЖРаушская наб. аказ 75 и 1 д4 5илиал ППП Патент г. Ужгород, Ул, Проектная, 4 цированная многокристальная микросборка функционального узла управле-ния преобразователями напряжения.-Тех ника средств связи, серия ОГ. Стандартизация, качество метрология,1977, с112-119.