Мостовой преобразователь напряжения

(1Ъ щ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ входу узла управлнные вып ямительнь ФСФ3. Преобразов л и ч а ю щ и й говый элемент вы элементе И, вход ны и через заряд . ключены к общему ель по и.я тем ч о лоро- гическо олнен на ло бъеди тор п которого ый конден вьеоду аУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики приТомском институте автоматизированныхсистем управления и радиоэлектроники(54)(57) 1. МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАПРЯЖЕНИЯ, содержащий сетевой выпрямитель с фильтром, подключенный квходным выводам инвертора на силовых транзисторах, управляющие переходыкоторых подключены к выходным обмоткам трансформаторов управления, первичными обмотками подключенных к выходам узла управления, выводы дляподключения источника электропитаниякоторого подключены к выходу дополнительного выпрямителя с фильтром,соединенного с дополнительной обмоткой выходного трансформатора, а также узел запуска, который состоит издиодов, резисторов, конденсаторов,порогового элемента, ключевого транзистора и последовательной цепочкииз балластного резистора и накопительного конденсатора, подключеннойк выводам сетевого выпрямителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетическиххарактеристик,в узел запуска введен им пульсный трансформатор, первичнаяобмотка которого подключена к накопительному конденсатору через ключевой транзистор, вход которого соединен с выходом порогового элемента,причем вход последнего через ограничительный резистор подключен к входным выводам инвертора и через разрядный резистор и диод - к соответствующему выводу первичной обмотки выход"ного трансформатора, при этом двевторичные обмотки импульсного трансформатора подключены к управляющимпереходам силовых транзисторов одной из диагоналей моста, а третья к установочному ения через введе р е диоды.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что указанный пороговый элемент выполнен на однопереходном транзисторе, эмиттер которого через зарядный конденсатор ,подключен к общему выводу, а через зарядный резистор, зашунтированный обратным диодом, - к входному выводу порогового элемента, который через токозадающей резистор подключен к второй базе транзистора, соединенной через стабилитрон с общим выводом, причем последний через резистор нагрузки соединен с первой базой транзистора и выходным выводом порогового элемента.1182609рядный резистор, зашунтированный об- питания элемента И, соединенным че- РаТНЬ(М,тто;тОМ,. - К ВХОДНОМУ ВЫВОДУ реэ стабилитрон с общим выводом, порогового элемента, который через причем выход элемента И образует тОКОЭаттаЮ(ЦИй ОЕЭИСтОР ПОЛКЛЮЧЕН К ВЫХОДНОЙ ВЫВОД ПОРОГОВОГО ЭЛЕМЕН- выводам для подключения источника та,,"1 ЗО,;,тЕТ,.11 ттз Отт; СИТСЯ К ПРЕОбРаЗОЬатЕЛЬНОй ТРХНтс,. И МсжЕт бЫтЬ ИСПОЛ;.Зона:,О 1:Рт,; аРаООТКЕ ИстОЧНИКОВвт ( О 11 ч О(, т, тлет 11 т( т 1,111 ттанетте .1.обре (е 1:11 Н - улучшениеУДР,1 Е, 1 Ь 1 Х Э 11 ЕОГЕТ(тЧЕСКИХ ХаРаКтЕРИСП;.: фиг, 1 представлена функциональная схгма преобразователя; на фиг. 2 и 3 - варианты реализации по Орогового элемента.Преобразователь (фиг. 1) содержит последовательно Включе 1 ныР сете вой Гь(лрямитель , Ннверт.р 2, т зел 3 УЛРа 1 ЛЕ ННЯ ИЕ 1 КЕРТОР 011 т ТРаНСфОРМаТО ры -, и 5 ул 1 равлентят вторичные ОбМтТКИ КОТОрык СОСДИНЕНЫ С СООТБЕТСТ вуютцими силовыми транзи(.торами 6 и 7, Я И О НК Всртор,- а Л( рВЕ 1 т 1 Н 1 Е - ( у 3 - лом 3 управтте 111 тя, силовой трансфор О маторЭ, вт(третттные Обмотки 11 и 12 КОТОРО 1 О СОРЦИНЕНЬт ЧЕРЕЗ СООтВЕтст-.ву 101 ц 11 е выпр -;мтттелн 1 , т 4 и фильтры 15 11 16 с выходными выводами преоб" тазот.ателяобмотка 17 через выпрямитель 18 (т фильтр 19 - с уэлсм 3 упр, пения, Узел 20 запуска инверторэ (Ос 1(тттт 1 э балластного резистора . 1 т 1.ат(очтт 1. РЛЬ 1 О 1 О КОНДРН а 1 Ора 22 порогового элемента 23 и клю- ЗО чевого транзистора 24, причем узел 3 управления И 1 вертова выполнен из последовательно соединенных эадакнцегс генератора 25 счетного триггера 26, двух усилителей 27 и 28 мощности. Узел запуска инвертора содержит импульсный трансорматор 29, две вто.ричные обмотки 30 и 31 которого нача. лами через выпрямительные диоды 32 и 33 соецинены с. базами соответствую щих транзисторов 6 и 7 перттой диагонали инвертора., а концами - с эмиттерами этих транзисторов, третья вторичная обмотка 34 началом через выпрямительньей циод 35 соедтьнена с уста новочным входом счетного триггера 26,концом - с общей шиной 36 питанияузла 3 управления, первичная обмотканачалом через накопительный конденсатор 22 узла запуска соединена с минусовым выводом 37 сетевого вьепрямителя и через балластный резистор 21с положительным выводом 38, а концомчерез разрядный резистор 39 - с коллектором ключевого транзистора 24,база которого через резистор 40 подключена к выходу 41 порогового элемента 23., общий вывод 42 которо, осоединен с минусовым выводом 37 иэмиттером транзистора 24 узла запуска, а вход 43 через ограничительныйрезистор 44 - с положительньем выводом 38 сетевого выпрямителя и черезпоследовательно соединенные диод 45и разрядный резистор 46 - с первичной обмоткой выходного трансформатора, причем прямой выход триггера 26соединен с входом первого усилителя 27 мощности, подключенного к трансформатору 4 управления первой диагонали инвертора, а инверсный выход -с входом второго усилителя 28 мощности подключенного к трансформатору 5управления второй диагонали инвертора. Пороговый элемент 23 (фиг. 2) выполнен на однопереходном транзисторе 47, эмиттер которого соединен через параллельно включенные зарядный резистор 48 и обратный диод 49 с входным выводом 43, который через токозадающий резистор 50 подключен к второй базе однопереходного транзистора 47. Эмиттер транзистора через зарядный конденсатор 51 подключен к общему выводу, который через параллельно включенные стабилитрон 5и конденсатор 53 фильтра соединен с второй базой и через резистор 54 на3 118260 грузки с первой базой и выходным выводом 41 порогового элемента.Пороговый элемент 23 (фиг. 3) выполнен на логическом элементе И 55, ,входы которого объединены и подключены через параллельно соединенные обратный диод 49 и зарядный резистор 48 к входному выводу 43, который через токозадающий резистор 50 подключен к выводу питания элемента И 55, кото- О рый через параллельно соединенные стабилитрон 52 и конденсатор 53 фильт, ра соединен с общим выводом 42 поро гового элемента, причем последний через зарядный конденсатор 5 1 соединен; 15 с объединенными входами элемента И 55, 2причем выход элемента И 55 является выходом 41 порогового элемента 23.Преобразователь работает следующим образом. Ю При подаче напряжения на сетевой выпрямитель 1 начинается заряд конденсатора 22 через резистор 21, одновременно напряжение через резистор 44 . поступает на вход порогового элемен 25 та 23, в результате чего начинают заряжаться конденсаторы 51 в схеме порогового элемента 23 (фиг. 2) или конденсатор 5 1 в схеме на фиг. 3. На данном интервале пуска ключи инверто-ра 2 заперты, а узел 3 управления обесточен. Через выдержку времени, достаточную для заряда конденсатора 22 до напряжения необходимой величины, напряжение на конденсаторе 51 35 оказывается достаточным для переключения порогового элемента 23 в состояние, при котором на его выходе 41 возникает положительный перепад напряжения, приводящий к отпиранию че реэ резистор 40 транзистора 24. Включение транзистора 24, в свою очередь, ведет к разряду конденсатора 22 через резистор 39 на первичную обмотку импульсного трансформатора 29 возни кающий при этом импульс тока во вторичных обмотках 30 и 31 данного трансформатора отпирает транзисторные ключи 6 и 7 первой диагонали инвертора 2, и на первичную обмотку силово го трансформатора 10 поступает напряжение с выхода фильтра 1, приводя к появлению напряжения и во вторичных обмотках 11 и 12 силового трансформатора 10. Напряжение вторичных обмо-. 5 ток 11 и 12 через соответствующие выпрямители 13 и 14 и фильтры, 15 и 16 поступает на выходные выводы пре 9 фобразователя, а с обмотки 17 черезвыпрямитель 18 и фильтр 19 - в узел 3 управления, причем с поступлением питания на узел управления триггер 26 устанавливается в положение, соответствующее логическому уровню " 1" на прямом выходе, так как на его установочный вход поступает сигнал через диод 35 с вторичной обмотки 34 трансформатора 29. Напряжение логической "1" на прямом выходе триггера 26 усиливается усилителем 27 мощности, в результате чего на первичной и вто 1 ричных обмотках трансформатора 4 управленияя воз никают импульсы, поддерживающие транзисторы би 7 инвертора 2 в открытом состоянии, в которое они были переведены импульсами узла 20 запуска через импульсный трансфопматор 29. При этом параметры узла 20 запуска должны обеспечивать надежное отпира,ние транзисторов 6 и 7 до появления импульсов в обмотках трансформатора 4, в то же время их длительность должна быть менее половины периода работы инвертора.Описанное состояние элементов инвертора 2 и узла 3 управления сохраняется до поступления первого импульса задающего генератора 25, переводящего триггер 26 в новое состояние, который усиливается усилителем 28 мощности, приводя к появлению импульсов во вторичных обмотках трансформатора 5 и включению транзисторов 8 и 9 инвертора 2. При этом усилитель 27 мощности и транзисторы 6 и 7 инвертора выключаются. Очередной импульс задающего генератора 25 приводит к выключению транзисторов 8 и 9 и включению транзисторов 6 и 7 и т.д. Причем периодическое включение транзистора 8 в рабочем режиме приводит к разряду конденсатора 51 порогового элемента 23 через резистор 46 и диод 45, поэтому пороговый элемент 23 при работе инвертора находится в исходном состоянии, при котором на его выходе 41 имеет место напряжение логического "0", что позволяет не лимитировать минимальную выдержку времени между отключением конвертора и его последующим включением, при условии, что постоянная времени зарядной цепи конден.сатора 51 больше постоянной времени их разрядной цепи и больше длительности половины периода работы инвер. тора.Пор 1 оный элемент фиг, 2)тает следующим образом.При включении питания напряжеие с выхода сетевого выпрямителя 1 через резистор 44 поступает авход 43 порогового элемента 23. При э,ом напряжение на второй базе одпере ходного тразистора 47 стабилизируется относительно общего вывода 42 г:араметриче;,ким стабилизатором, собранным на резисторе 50, стабилитроне 52 и кнд нсаторе 53, а конденсатор 51 начинает заряжаться через резистор 48. К-д;. напряжение на.конденсаторе 51,.стирает величины напряжения пипереходго транзистора 47 последний переключается и а зыхде 41 формируется положитель- ;ьи и:чпу.1 лснцхронязиоул сруба;ы вацие узла 20 запуска инвертара, Б дальнейшем црц работе инвертра конденсатор 51 ахолится практически в разряженном состоянии, тек как половицу каждого цернда частоты переключений инв ргра и разряжается через тнс 1 ецьцо цебоцьшс 1 й резистор 46, диоды 49 и 5 и трацзисгор 8,. что,. как было т.:ечсно вьние, устраняет грацичсцис а минимальный интервал времени между отключением преобразователя и последующим его включением.5Пороговый элемент по схеме нафиг. 3 работает аналогично. При включении ицвертора напряжение поступает ца вход 43, при этом резистор 50, 1 г 1 стабилцтрон 5 и конденсатор 53 обеспечивают питание микросхемы 55, реализующей логическую операцию И, а конденсатор 51 заряжается через резистор 48. Когда напряжение на конденсаторе 51 достигает уровня переключения микросхемы 55, на выходе 41 появляется импульс, синхрониэирующий срабатывание схемы 20 запуска инвертора, При работе последнего кон 2 ц денсатор 51 поддерживается практически в разряженном состоянии по цепи диод 49, резистор 46, диод 45 и транзистор 8 при включенном состояниипоследнего.25 При этом конденсатор 53 препятствует появлению помех на выходе 41порогового элемента в обоих вариантах выполцения в моменты периодического обнуления входа 43 при отпиразо нии транзистора 8,1182609 Сост Техр овальчук дакто Заказ 6116/ 2 Тираж 645ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, Раушская н ПодписяССР тий д. 4/5 ужгород, ул. тна,я Филиал ППП "Патент,итель Н. НикитинА.Кикемезей КорректорИ. Пож