Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсннхСоциалистическихРеспублик и 982164(5)М. Кл. Н 02 М 3/335 Эаударстювй квиитвт СССР ав деаи зоврвтеихх в епрытий(72) Авторы изобретения Н. А. Толмирнди и М. А. Ягупов зенское производственное. объединение "Элект 1) Заявитель 54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ1Изобретение относится к электротехнике иможет быть использовано во вторичных источниках электропитания для преобразования.и стабилизации постоянного напряжения,Известен преобразователь налряження, содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор, усилитель мощности, выпрямитель, фильтр, цепь обратной связи, делитель частоты и два селектора,вход делителя частоты подключен к выходу задаюощего генератора, входы селекторов к выходуделителя частоты и выходу коммутатора, а,выходы селекторов к входу усилителя мощ.ности 11.Недостатком этого преобразователя являетсятоковая перегрузка силовых транзисторов вовремя пуска, когда проходит переходной процесс заряда выходных конденсаторов,Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения, в зокотором исключен указанный недостаток благо.даря главному нарастанию при пуске длительности импульсов, открывающих силовые трап.зисторы, Этот преобразователь содержит силовой выпрямитель с фильтром, подключенный к выходному трансформатору двухтактного усилителя мощности на силовых транзисторах, базы которых соединены с выводами полуобмоток трансформатора управляющего предварительно. го усилителя и через диоды подключены к вы. водам полуобмоток трансформатора запирающего предварительного усилителя, выполненных по двухтактной схеме на транзисторах, причем базы транзисторов первого иэ них соединены с выходами первой пары, а базы транзисторов второго - с выходами второй пары логических элементов И, первые входы первой пары этих элементов соединены с выходамн первого, делителя частоты, а первые входы второй йары этих элементов соединены с выходами втоуогб делителя частоты, вторые входы первой пары элементов И соединены через первый инвертор со вторыми входами второй пары элементов И, первый вход широтно - импульсного моду. лятора соединен через первый конденсатор с выходом формирователя пилообразного напряжения, а второй вход, - с выходными выводами преобразователя, входы делителей частоты сое-,982164 4второй пары к выходам второго делителя частоты 26. Задающий генератор 27 связан с я входом второго делителя частоты через вто.рой инвертор 28, а с входом первого и свходом формирователя пилообразного напряже.ния 29 непосредственно. На выходе вспомогательного стабилизатора 30 установлены первыйделитель напряжения на резисторах 31 и 32,второй делитель на резисторах 33 и 34, опор 111 ный источник 35. Средняя точка первого делителя соединена с инвертирующим входом 36 о компаратора 37. На выход опорного источника35 подключена интегрирующая цепь из резистоия ра 38 и конденсатора 39, средняя точка которого через резистор 40 соединена с инвертирующим входом 41 компаратора 37, подключенным через; кондсентатор 42 к выходу форя- мирователя пилообразного напряжения 29 ичерез конденсатор 43 к средней точке второгоделителя напряжения, которая подключена к нех инвертирующему входу 44 широтно - импульсногомодулятора, а его инвертирующий вход 45 подключен через прямой диод 46 к входу 36 коми паратора 37 и к выходу фильтра 2 непосредстч-венно, выход компаратора 37 соединен с третьими входами первой пары схем совпадения,вход инвертора 24 соединен с выходом схемысовпадения 47, к одному входу которой подклю.чен выход широтно - импульсного модулятора23, к другому - выход компаратора 37. 3динены между собой через второй инвертор,причем вход последнего подключен к выходузадающего генератора и к входу формирователпилообразного напряжения, и вспомогательныйстабилизатор напряжения, к выходу которогоподключены источник опорного напряжения,первый и второй двухреэистивные делители напряжения, причем средняя точка первого делителя напряжения подключена к первому входукомпаратора и через обратно включенный диод - к второму входу широтно - импульсногомодулятора, первый вход которого соединен ссредней точкой второго делителя напряжения,выход формирователя пилообразного напряженчерез второй конденсатор соединен с вторымвходом компаратора и через резистор - сосредней точкой интегрирующей ВС.цепи, подключенной к выходу источника опорного напржения 123.Недостатками данного преобразователя является отсутствие активного эапирания силовьтранзисторов в процессе пуска (в течение нескольких периодов работы преобразователя) икак следствие этого, несимметрия длительностимпульсов напряжения, приложенного к первиным полуобмотками выходного трансформатора, одностороннее насыщение сердечника этоготрансформатора и токовая перегрузка одногоиз силовых транзисторов в конце полупериодаЦель изобретения - повышение надежностиЦель достигается тем, что в преобразователь,введен дополнительный логический элемент И,один вход которого соединен с выходом компаратора, другой вход - с выходом широтно -импульсного модулятора, а выход - с вторымивходами первой пары элементов И,На чертеже показана принципиальная электрическая схема преобразователя.Стабилизированный преобразователь содержитвыпрямитель 1 с фильтром 2, подключенный40к выходному трансформатору двухтактногоусилителя мощности на транзисторах 3 и 4,базы которых соединены через резисторы 5 и6 с полуобмотками 7 и 8 трансформатора 9управляющего предварительного усилителя натранзисторах 10 и 11, и через диоды 12 и 1345с полуобмотками 14 и 15 трансформатора 16запирающего предварительного усилителя натранзисторах 17 и 18, Базы транзисторовуправляющего предварительного усилителяподключены к выходам первой пары логичес. оких элементов И 19 н 20, а базы транзисторов запирающего - к выходам второй парылогических элементов И 21 и 22. Первые входыпервой пары соединены с выходом широтно -импульсного модулятора 23, а первые входывторой пары с выходом инвертора 24. Вторыевходы первой пары подключены к выходампервого делителя частоты 25, втопые входы Устройство работает следующим образом.В первый момент времени после включениянапряжение на выходе устройства, а следовательно, и на инвертирующем входе 45 широтно - импульсного модулятора 23 равно нулю. На выходе его устанавливается напряжение, отпи. рающее схемы совпадения 19, 29 и 47. Напряжение на конденсаторе 39 в первый момент времени также равно нулю. Следовательно равно нулю и напряжение на неиквертирующем входе 41 компаратора 37. На выходе компаратора 37 устанавливается напряжение, запирающее схемы совпадения 19, 29 и 47. Так как выход схемы совпадения 47 связан с входами схем совпадения 21 и 22 через инвертор 24, то при запертой схеме совпадения 47 схемы совпадения 21 и 22 открыты и импульсы с выходов делителя частоты 26 поступают на базы транзисторов 17 и 18 запирающего предварительного делителя, отпирая их на время длительности импульса. На обмотках трансформатора 16 формируется двухполярное прямоутольное напряжение, которое, поступая через диоды 12 и 13 на базы транзисторов 3 и 4, обеспечивает поддержание на их переходах база в змитт запирающего напряжения. По мере заряда конденсатора 39 на выходе компаратора 37 формируется последовательность импульсов,длительность которых возрасает от нуля доутсановившегося значения. Эти импульсы,поступая на входы схем совпадения 19 и 20,открывают их на время длительности импульса, обеспечивая прохождение на это время 5импульсов с выходом делителя частоты 25на базы транзисторов 10 и 11 и формированиеуправляющего напряжения на обмотках трансформатора 9. Одновременно импульсы с выхода компаратора 37 поступают на вход схемы 10совпадения 47, отпирая ее на время длительности импульса, С выхода схемы совпадения47 импульсы через инвертор 24 поступают навходы схем совпадения 21 и 22, запирая их навремя длительности импульса, формируемого 15на выходе компаратора 37. По мере нарастания напряжения на конденсаторе 39 коэффициент заполнения импульсов на выходе компаратора 37 и на обмотках трансформатора 9увеличивается, а на обмотках трансформатора 2016 уменьшается, причем момент формированияимпульсов на обмотках трансформатора 9 совпадает с моментом формирования паузы взапирающем напряжении, снимаемом с обмоток14 и 13 трансформатора 16, 25 Следовательно, сразу же после окончания управляющего импульса, формируемого, допустим, на полуобмотке 7 трансформатора 9, с полуобмотки 14 трансформатора 16 через диод З 0 12 на базу ранее открытого транзистора 3 поступает напряжение, обеспечивающее его формированное запирание. По мере приближения выходного напряжения к номинальному значению на выходе широтно - импульсного модуля 35 тора формируются импульсы, длительность которых уменьшается по мере увеличения выходного напряжения. В момент, когда длительность импульсов на,выходе широтно - импульсного модулятора 23 станет меньше длительности выходных импульсов компаратора 37, работой устройства начинает управлять широтно - импульсный модулятор 23, обеспечивая стабилизацию выходного напряжения конвертора,.45Таким образом, в предлагаемом устройстве как в установившемся режиме, так и во время запуска, определяемого от момента включения до установления на выходе конвертора номинального напряжения, на обмотках трансформа.50 тора 16 формируется запирающее напряжение, обеспечивающее форсированное запирание транзисторов 3 и 4 сразу же после включения устройства. Тем самым устраняется опасность возникновения значительной асимметрии по длительности импульсов, формируемых каждый полупериол транзисторами 3 и 4. При этом исключается воэможность одностороннего насы 1 иепия сердечника трансформатора усилителя мощности во время запуска и связанное с этим появление всплесков коллекторного тока, во много раз превышающих ток транзистора в установившемся режиме. Все зто повышает надежность устройства.Формула изобретенияСтабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой выпрямитель с фильтром подключенный к выход. ному трансформатору двухтактного усилителя мощности на силовых транзисторах, базы ко-.торых соединены с выводами полуобмоток трансформатора управляющего предварительного усилителя и через диоды подключены к выводам полуобмоток трансформатора запирающего предварительного усилителя, выполненных по двухтактной схеме на транзисторах, причем базы . транзисторов первого из них соединены с выхо. дами первой пары, а базы транзисторов второго - с выходами второй пары логических элементов И, первые входы первой пары этих элементов соединены с выходами первого дели теля частоты, а первые входы второй пары этих элементов соединены с выходами второго делителя частоты, вторые входы первой пары элементов И соединены через 1 тервый инвертор с вторыми входами второй пары элементов И, первый вход широтно - импульсного модулятора соединен через первый конденсатор с выходом формирователя пилообразного напряжения, а второй вход - с выходными выводами преобразователя, входы делителей частоты соединены между собой через второй инвертор, причем вход последнего подключен к выходу задающего генератора и к входу формирователя пилообразного напряжения, и вспомогательный стабилизатор напряжения, к выходу которого подключены источник опорного напряжения, первый и второй двухрезистивные делители напряжения, причем средняя точка первого делителя напряжения подключена к первому входу компаратора и через обратно включенный диод - к второму входу широтно - импульсного модулятора, первый вход которого соединен со средней точкой второго делителя напряжения, выход формирователя пилообразного напряжения через второй конденсатор сое. динен с вторым входом компаратора и через резистор - со средней точкой интегрирующей ВС-цепи, подключенной к выходу источника опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен дополнительный логический элемент И, один вход которого соединен с выходом компаратора, другой вход - с выходом широтно - импульсного модулятора, а выход -982164 с вторыми входами первой пары элементов И. оставитель В, Мои хред Ж.Кастелевич орректор И. Ватр дактор К. Волощук Заказ 9731/77 Тираж 721ственного комитета СССРтений и открытий5 Раушская наб., Л. 4/5 дписное г, Ужгород, ул. Проектная Источники информации,принятые во внимание при экспертизеВНИИПИ Государ по делам изобре 13035 Москва, Ж.филиал ППП "Патент 81. Авторское свидетельство СССР Мф 479101, кл, С 05 Р 1/64, 1975.2, Авторское свидетельство СССР У 748721, кл. Н 02 М 3/335, 1980,