Стабилизированный преобразователь напряжения постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 09) 01) 08 02 М 3/335 0 05 Р ОПИСАН К АВТОРСКОМ ИЗОБРЕТЕНИ Ъ:,ИЫЯди КА ЕТЕЛЬСТВ ский ти.ра 1Ю00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(46) 30.07.86. Бюл. У 28(71) Куйбышевский электротехниче институт связи(72) А.Ф.Кадацкий и Вф.ф.Яковлев (53) 621,316.729. 1(088.8) (56) Ромаш Э,М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1975, с. 125-128.Электронная техника в автома ке/Под ред. Ю.И.Конева. М.: Сов дио, 1973, вып. 4, с, 28-34.Авторское свидетельство СССР. В 479101, кл. С 05 Р 1/64, 1979.Авторское свидетельство СССР У 1095160, кл. С 05 Р 1/64, 1982. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВА ТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электро- технике, в частности для электропи, тания различных радиоэлектронных устройств. Цель изобретения - повышение технологичности и уменьшениепульса-.ций выходного напряжения. Благодаря наличию второго делителя 10 и третьего делителя.23 частоты, а также формирователя 11 длительностипаузы обеспечивается одинаковое время открытого и закрытого состояний транзисторов двухтактного усилителя мощности 5. Это исключает подмагничива ние выходного трансформатора 6. ПулЮ- сации и динамические потери уменьша- ются. Несмотря на изменение частотызадающего генератора 10 длительноствформируемых импульсов .сохраняется равной Т/2, так как разрядность делителей 10 и 23 отличается на единицу.Поэтому исключена необходимость технологической подстройки длительности импульсов одновибратора 20. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.1 1248008 2Изобретение относится к электро-напряжения формирователя 19 и сигна.технике и может быть использовано , ла рассогласования на выходе усилидля электропитания различных уст- теля 16 отрицательной обратной связи ройств вычислительной техники, авто- (фиг.2, ). Прохождение полезного сиг- матики и средств связи.5нала управления (высокого уровняЦелью изобретения является повы-напряжения, фиг.2) на выход первого шение технологичности и уменьшение селектора 14 возможно при одновременной пульсаций выходного напряжения при наличии высоких уровней напряжений воздействии различных дестабилиэиру- на его входах: на и рвом - выходного ющих факторов. ". сигнала (фиг.2,Ь) делителя частотыНа фиг.1 представлена функциональ- на два (например, триггера) и на втоная схема стабилизированного преоб- .ром - выходного сигнала (фиг.2,) разователя напряжения постоянного формирователя 11. Наличие в выходной тока на фиг.2 - временные диаграм- сигнале формирователя 11 низкогоюл йы, поясняющие его работу. уровня напряжения длительностьюСтабилизированный преобразователь(фиг.2,) исключает одновременное напряжения постоянного тока содержит открытое состояние силовых трайзистосиловой канал 1 преобразования элек-. ров усилителя 5 мощности (с учетомтрйческой энергии и блок 2 управле- рассасывания неосновных носителей в ния. Силовой канал преобразования 2 областях их баз) при высоком уровне электрической энергии выполнен из . выходного напряжения на выходе моду- входного (сетевого) выпрямителя 3, лятора 17. Период следования выходновходного фильтра 4, двухтактного го сигнала делителя 18 частоты равен усилителя 5 мощности, выходного тран- Т (фиг.2, Ы . Причем в течение интерсформатора 6, выпрямителя 7 и филь вала времени Т/2 выходной сигнал име-, тра 8. Блок управления содержит зада- ет низкий уровень, запрещающий проющий генератор - генератор 9 синхро- хождение модулированного сигнала импульсов, второй делитель 10 часто- (фиг.2,6). Поэтому в каждом из периоты, формирователь 11 длительности дов Т на выход селектора 14 проходит паузы первый 12 и второй 13 соглаЭ 30один (фиг.2,к) из двух положительных сующие узлы, первый 14 и второй 15 импульсов, поступающих на его третий селекторы, усилитель 16 отрицательной вход с выхода модулятора 17 (фиг.2, обратной связи, широтно-импульсный е). Причем этот импульс имеет длимодулятор 17, делитель 18 частоты тельности , , йщ меньшие на два, формирователь 19 пилообраз- длительности соответствующего. сигнаного напряжения и одновибратор 20. З 5 ла модулятора 17 (фиг.2,е) на велил Одновибратор состоит из формировате- чину длительности ь запрещающего ля 21 строб-импульсов, инвертора 22 . сигнала формирователя 11 (фиг.2,8). и третьего делителя 23 частоты. На фронт 1/О выходного сигналаСтабилизированный преобразователь селектоРа 14 (фиг.2,к) фоРмиРователь напряжения постоянного тока работает 21 строб-импульсов одновибратора 2040следующим образом. обеспечиваетстроб-импульсы,(фиг.2С выхода генератора 9 синхроим- моменты времени й, С , С, .), пульсов сигнал с периодом Т поступа- которые сбрасывают (устанавливают вги11 11ет на вход делителей 1 О и 2 3 частоты . 0 , фиг . 2 , и ) делитель 2 3 .частоты45Выходное напряжение делителя 10 час- одновибратора 20 воздеиствием на тоты с периодом Т/2 (фиг.2,д) исполь- вход К. Независимо от уровня его выэуется для синхронизации формирова- ходного сигнала в моменты сброса теля 11 длительности паузы, который (высокого - в моменты времени , С на фронт О/1 указанного сигнала. низкого - в моменты времени " (фиг.2,а) формирует импульс (фиг.2, фиг.2,и) через интервал времени Т/250ф В) длительностью. Выходной сигнал на его выходе появляется высокий формирователя 11 используется для уровень напряжения ( + Т/2 й + Т/24 ф 2 синхронизации формирователя 19 пило-фиг.2,и). Данный сигнал после образного напряжения (фиг.2,) и де- преобразования (по фазе, фиг.2,К) лителя 18 частоты на два (фиг.2,1), 55 инвертором 22 поступает на первый Выходное напряжение широтно-импульс- вход селектора 15 и является для не-, ного модулятора 17 (фиг,2,е) являет- го управляющим (аналогично, как для ся функцией выходного пилообразного селектора 14 сигнал модулятора 17,008 4переменного напряжения (тока) в пос-.тоянную. В случае преобразованияэнергии первичного источника постоянного напряжения (тока) блоки 3 и 4отсутствуют. Преобразование полученной энергии постоянного напряжения(тока) в переменную осуществляетсяинвертором на основе двухтактногоусилителя 5 и трансформатора 6. Преобразование электрической энергииинвертора переменного напряжения(тока) более повышенной частоты, чеМчастота первичной сети, осуществляется выходными выпрямителем 7 и филь"тром 8.Усилитель мощности инвертора работает в двухтактном режиме и явля"ется регулирующим органом силовогоканала 1. Уровень преобразуемой мощности в канале 1 является функциейширотно-импульсного сигнала, поступающего через согласующие элементы12 и 13 с выходов селекторов 14 и 15.Воздействие возмущающих факторов(изменение напряжения первичного ис. -точника питания, тока, в цепи нагрузки и т.п.), приводящих к изменениямнапряжения на выходе стабилизированного преобразователя, вызывает прира- .щения (в противофазе) на выходе усилителя 16 отрицательной обратнойсвязи.и соответствующие им измененияширины импульсов сигнала управления,поступающего на входы усилителя 5мощности.При этом независимо от длительности сигнала на выходе модулятора17 во втором полупериоде (фиг.2,е )сигнал управления на выходе селектора 15 (фиг,2,л) воспроизводит выход;,ной сигнал управления селектора 14(фиг.2,м),Идентичность сигнала управленияв обоих полупериодах позволяет повысить эффективность процесса преобра-,зования электрической энергии в двухтактных преобразователях электрической энергии, поскольку обеспечиваетсяпрактически одинаковое время (фиг.2,лл) открытого и закрытого состоянийтранзисторов двухтактного преобразователя в течение одного периода, чемисключается подмагничивание силовоготрансформатора 6, уменьшение пульсаций выходного напряжения и динамических потерь,1248 45 и =Г 1 оя -- 1+ 1. При этом разрядности Ю делителя ,10 частоты всегда на единицу меньше: У=п, 50Выходные сигналы селекторов 14 и 15 (эпюры ,е, фиг.2) используются (через согласующие элементы 12 и 13) для управления и регулирования преобразуемой силовым каналом 1 электри ческой энергии первичной сети.Входные (сетевые) выпрямители 3 и,фильтр преобразуют первичную энергию фиг.2,с), Его прохождение на вход селектора 15 возможно при одновремент ном присутствии высоких уровней напряжения на двух других входах: на ;входе 2 - сигнала с выхода формирова" теля 11 (фиг.2,Б); на входе 3 - сигнала с выхода делителя 18 частоты на два (фиг.2,). В результате на выходе селектора 15 формируется сигнал (фиг.2, ю), длительность которого О равна. длительности выходного сигнала селектора 14 в предыдущем полупериоде (фиг.2, х), смещенном относительно него на интервал времени Т/2.Передний фронт выходного сигнала 15 селектора 15 смещен всегда на интервал времени Т/2 относительно переднего фронта сигнала селектора 14, пос- кольку они совпадают по времени с задним фронтом выходного сигнала 20 формирователя 11 (моменты временифиг.2,), Точность воспроизведения заднего фронта выходного сигнала селектора 14 зависит от длительности выходных сигналов: 25 периода Тгенератора 9 синхроимпульлсов и строб-импульса с формирователя 21 одновибратора 20. При заданных Т и требуемой точности К (7) воспроизведения заднего фронта выходного ЗО сигнала селектора 14, пренебрегая временем удержания делителя 23 частоты в состоянии "0" сигналом с йыхода Формирователя 21; так каксс Т, период Тц выходного сигнала генератора синхроимпульсов выбирают из ус- ловия Т с 0,01 КТ. (1)йДелители 10 и 23 частоты наиболее прощ сто реализуются на основе двоичных счетчиков. В этом случае разрядность и делителя 23 частоты определяется в виде Изменение частоты задающего генератора 9 синхроимпульсов приводит кизменению периода Т, однако одновибратор 21 сохраняет длительность формируемого импульса, равную Т/2 с учетом изменившейся длительности периода Т), поскольку разрядности делителей 10 и 23 частоты отличаются на единицу. Затем исключается необходимость технологической подстройки длительности одновибратора 20 и достигается некритичность к воздействиям различных дестабилизирующих факторов. Техническая реализация предлагаемого устройства широким использованием современных цифровых интегральйых схем повышает его технологичность, способствует выполнению блока управления в интегральном исполнении.Формула иЗобретения1. Стабилизированный преобразователь напряжения постоянного тока, содержащий включенные между входными и выходными клеммами сетевой выпрямитель, входной фильтр, двухтактный усилитель мощности с выходным трансформатором, выходной выпрямитель и фильтр, блок управления, выполненный из усилителя отрицательной обратной связи, широтно-импульсного модулятора, двух селекторов, делителя частоты на два, двух согласующих узлов, формирователя пилообразного напряжения, задающего генератора, одновибратора, при этом одновибратор первым входом подключен к выходу первого селектора, а выходом - к первому вхо- , ду второго селектора, делитель час,тоты на два одним из выходов подклю,чен к первому входу первого селекто ра, другим выходом - к третьему входу второго селектора, выходы первого ивторого селекторов подключены соот- ветственно через первый и второй согласующие узлы к входам двухтактного1усилителя мощности, формирователь пилообразного напряжения выходом под-, 10 ключен к одному из входов широтно-импульсного модулятора,. другой вход которого через усилитель отрицательной обратной связи соединен с выходными выводами, а. выход - с третьим 15 входом первбго селектора, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности и уменьшения пульсации выходного напряжения, в него введены второй делитель час тоты и формирователь длительностипаузы, при этом выход задающего гене-.ратора через второй делитель частоты и формирователь длительности паузы соединен с вторыми входами первого 25 и второго селекторов и входами дели-теля частоты на два и формирователя пилообразного напряжения. 2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в одно вибратор введены третий делитель частоты, инвертор и формирователь строб- импульсов, при этом третий делитель .частоты счетным входом соединен с 35 вторым входомодновибратора и выходом задающего .генератора, входом ус" тановки в "0" - с выходом формирователя строб-импульсов, а выходом - через инвертор - с первым входом второго селектора., Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 6 НИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, енногетени