Стабилизированный преобразователь переменного напряжения

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик951608Опубликовано 15.08.82. Бюллетень 30Дата опубликования описания 25.08.82 ее делан нзееретеекй и еткрнтив(54) СТАБИ,ЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ,ЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию переменного тока на выходе, и может быть использовано для питания радиоаппаратуры.Известно устройство, содержащее двухтактный преобразователь, регулирующий элемент, 1.С-фильтр, эмиттерный повторитель, ключевые каскады и тунельный диод. В этом устройстве стабилизация выходного напряжения достигается за счет подачи на преобразователь выходного напряжения 1.С-фильтра, стабилизированного обратной связью через узел выделения сигнала ошибки,1 . Недостатками этого устройства являются несинусоидальная форма выходного напряжения и его невысокая стабильность при изменениях величины нагрузки. Это объясняется особенностями построения схемы преобразователя и наличием в нем трансформатора, вторичная обмотка которого является выходом устройства. Тот факт, что переключение транзисторов преобразователя осуществляется в нем под током при напряжении, которое подается с выхода 1.С-фильтра, обуславливает относительно невысокую эксплуатационную надежность устройства.Недостатки этого устройства устране ны в преобразователе, в котором осуществлена синхронизация переключения ключевых элементов инвертора и питающего его напряжения 2 .Однако в этом преобразователе не решена проблема стабилизации выходного напряжения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизированный преобразователь переменного напряжения, содержащий соединенные по следовательно регулирующий элемент иинвертор, выход которого подсоединен к выходным выводам, а управляющие входы связаны с задающим генератором синусоидального напряжения, выход которого через выпрямитель подключен к одному из входов регулирующего элемента, другой вход которого подключен к блоку обратной связи 3.Однако в данном устройстве возможнопоявление искажений формы выходного3напряжения из-за появления фазового сдвига между опорным сигналом, поступающим на регулирующий элемент и сигналом обратной связи. По этой же причине трудно синхронизировать моменты переключения транзисторов инвертора с его питающим напряжением, что влияет на режимы переключений транзисторов и, в конечном итоге, на надежность устройства.Цель изобретения - улучшение формы выходного напряжения и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управляющие входы инвертора соединены с выходом задающего генератора синусоидального напряжения через введенный пороговый элемент.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений в различных точках схемы представлены на фиг. 2.Стабилизированный преобразователь содержит регулирующий элемент 1, выход которого соединен со входом 1.С-фильтра 2, а вход к источнику постоянного тока (напряжения). Выход 1.С-фильтра 2 соединен со входом делителя 3 напряжения и со входом преобразователя 4, выполненного в виде мостовой схемы, в каждом плече которой имеется коммутируемый элемент, например транзистор. Коммутируемые элементы мостовой схемы обозначены позициями 5 - 8. Работой регулирующего элемента 1 управляет блок обратной связи, содержащий ключевой каскад 9, выход которого соединен с соответствующим управляющим входом регулирующего элемента 1. Вход ключевого каскада 9 подключен к выходу узла 10 выделения ошибки, который имеет два управляющих входа. Первый из входов узла 10 выделения ошибки подсоединен к выходу делителя 3 напряжения, который может быть выполнен, например резистивным. Второй вход узла 1 О выделения ошибки подключен к выходу выпрямителя 11 опорного напряжения. В состав устройства входит генератор 12 опорного синусоидального напряжения, выход которого подключен ко входу выпрямителя 11 опорного напряжения и ко входу порогового элемента 13. Выходы порогового элемента 13 подключены к управляющим входам коммутируемых элементов мостового преобразователя 4. Общая точка соединения коммутируемых элементов 5 и 7 и общая точка соединения коммутируемых элементов 6 и 8 являются входом диагонали постоянного тока мостового преобразователя 4. Общая точка соединения коммутируемых элементов 5 и 6 и общая точка соединения коммутируемых элементов 7 и 8 являются выходами диагонали переменного тока мостовой схемы преобразователя 4, которые подключены к выходным клеммам устройства,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фиг, 2 приняты следующие обозначения: 14 - выходное напряжение опорного генератора 12, 15 - выходное напряжение выпрямителя 11; 16 - выходное напряжение 1.С-фильтра 2; 17 - напряжение на выходе устройства (на выходе преобразователя 4) 18 - напряжение на выходе порогового устройства 13,Устройство работает следующим образом,Генератор 12 синусоидального опорного напряжения вырабатывает синусоидальное напряжение, частота которого задана параметрами генератора. Это напряжение подается на соответствующие входы выпрямителя 11 и порогового элемента 13. На выходе выпрямителя получается напряжение 15 (фиг, 2).На выходе фильтра 2 напряжение будет пропорционально напряжению, которое подается на один из входов узла 1 О выделения ошибки. При подаче на соответствующий вход узла 10 выделения ошибки напряжения 15 (фиг, 2) выходное напряжение фильтра 2 соответственно изменяется (фиг.2, позиция 16).При помощи преобразователя 4 напряжение с выхода фильтра 2, поступающее на диагональ постоянного тока, преобразует в синусоидальное напряжение 11 выхУправление коммутирующими элементами мостовой схемы преобразователя 4 элементами 5 - 8, например транзисторами, осуществляется пороговым элементом 13, который срабатывает при прохождении входным синусоидальным напряжением линии нулевого напряжения. Соответственно осуществляется и переключение транзисторов мостовой схемы преобразователя. При изменении полярности входного синусоидального напряжения 14 (фиг. 2) позиция в одном случае включаются в работу транзисторы коммутируемых элементов 6 и 7, а в другом случае - коммутируемых элементов 5 и 8. Переключение коммутируемых элементов осуществляется в моменты отсутствия на них напряжения. Это обеспечивает повышение эксплуатационной надежности устройства в целом.Цепь обратной связи, замкнутая через блоки 1, 2, 3, 10 и 9, обеспечивает эффективную стабилизацию величины выходного напряжения на выходных клеммах устройст. ва. Постоянство частоты и амплитуды переменного напряжения на выходе устройства обеспечивается стабильностью генератора 12 опорного синусоидального напряжения.Работа цепи обратной связи проявляется в компенсации разности напряжений, прилагаемых в соответствующие моменты времени к первому и второму входу узла выделения ошибки. При достаточно большой глубине обратной связи эта разность напряжений становится весьма малой (пренебрежимо малой) и тогда между напряжением на выходе устройства и опорным синусоидальным напряжением устанавливается строгая пропорциональность. В этом случае форма и мгновенное значение амплитуды выходного напряжения с высокой степенью достоверности повторяет форму и мгновенное значение амплитуды опорного синусоидального напряжения (с учетом соответствующего коэффициента пропорциональности). Этот положительный эффект наблюдается и при изменении величины нагрузки.Переключение транзисторовкоммутируемых элементов мостового преобразователя происходит в моменты времени, когда напряжение на них равно нулю, Это исключает образование сквозных токов, характерных для других известных преобразователей, обеспечивает повышение эксплуатационной надежности устройства по сравнению с известными устройствами,Поскольку частота колебаний выходного напряжения определяется частотой опорного синусоидального напряжения и может быть наперед задана, данное устройство может быть эффективно использовано в случаях, когда для питания радиотехнического устройства необходимо переменное напряжение нестандартной частоты. 6Таким образом, данное устройство позволяет получить лучшую форму выходного сигнала и повысить надежность. Формула изобретения5Стабилизированный преобразователь переменного напряжения, содержащий соединенные последовательно регулирующий элемент и инвертор, выход которого подсоединен к выходным выводам, а управляющиевходы связаны с задающим генераторомсинусоидального напряжения, выход которого через выпрямитель подключен к одному из входов регулирующего элемента,другой вход которого подключен к блокуобратной связи, отличающийся тем, что,с целью улучшения формы выходного напряжения и повышения надежности, управляющие входы инвертора соединены с выходом задающего генератора синусоидального напряжения через введенный порого 20 вый элемент.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР530406, кл. Н 02 М 7/537, 1974.2. Патент Франции2314612,кл. Н 02 М 7/48, 1977.3. Авторское свидетельство СССР530322, кл. б 05 Г 1/44, 1975.. Ершос РедакЗаказ р А. Долинич15/70ВНИИПпо113035, Мфилиал ППП Составитель Т Техред А. Бойка Тираж 721 Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Рау Патент, г. УжгоКорректор В. БутягаПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4