Стабилизированный преобразователь напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСС)ЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ръ.1 - -. :;г.,. фаз ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТИ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюрб с опытным производством Минского радиотехнического института(54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ПРЕ-,ОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выходной выпрямитель с фильтром,подключенный к трансформатору усилителямощности, управляющие переходы транзис-.торов которого соединены с выходами двухлогических элементов И, при этом первыевходы последних подключены к парафазным ЯО 1050061 1 Н 02 МЗ/335, б 05 Г 1/6 выходам триггера, счетным входом, подключенного к генератору тактовых импульсов, их вторые входы объединены и подключены к выходу узла защиты, а третьи объединенные входы подключены к выходу Ктриггера широтно-импульсного модулятора, Я- вход которого подключен к выходу упомянутого генератора тактовых импульсов, К- вход - к выходу компаратора, одним из входов подключенного к генератору линейно изменяющегося напряжения, а также опорный источник,. отличающийся тем, что с целью повышения стабильности выходного напряжения при резких изменениях напряжения электроснабжения, в него введены пиковый детектор и управляемый ключ, при этом генератор линейно изменяющегося на пряжения выполнен по схеме интегратора с Е сумматором на входе, первый из входов которого подключен к выходу опорного источника, второй - к выходу выходного филь- уефю тра, третий - к выходу выпрямителя и вхо- ефф ду пикового детектора, четвертый - к выходу последнего и выходу управляемого клю- е ча, управляющий вход которого подключен к выходу К-Ь триггера.ЮЦель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения преобразователя при резких изменениях напряженияэлектроснабжения.,Поставленная цель достигается тем; что 45стабилизированный преобразователь напряжения содержащий выходной выпрямительс фильтром, подключенный к трансформатору усилителя мощности, управляющие переходы транзисторов которого соединеныс выходами двух логических элементов И,при этом первые входы последних подключены к парафазным выходам триггера, счетным входом подключенного к генераторутактовых импульсов, их вторые входы объединены и подключены к выходу узла защиты, а третьи объединенные входы подключены к выходу К- триггера ширЬтноимпульсного модулятора, -вход которого Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного питания радиоэлектронной аппаратуры.Известны стабилизированные преобразователи, содержащие усилитель, модности с выходным трансформатором, выпрямителем и фильтром, управляющие переходы которых подключены к узлу управления, выполненного на логических элементах И, счетном триггере, широтно-импульсном модуляторе (ШИМ) и генераторе тактовых импульсов 1, 2 и 3.Недостатком данных преобразователей является низкая стабильность при резких изменениях входного напряжения питания.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизированный преобразователь, содержащий выходной выпрямитель с фильтром, подключенный к трансформатору усилителя мощности, управляющие переходы транзисторов которого подключены к выходам двух логических элементов И, при этом первые входы. последних подключены к парафазным выходам триггера, счетным входом подключенного к генератору тактовых импульсов, их вторые входы объединены и подключены к выходу узла защиты, а третьи объединенные входы подключены к выходу К-Я триггера широтно-импульсного модулятора, Я-вход которого подключен к выходу упомянутого генератора тактовых импульсов, К-вход - к выходу компаратора, одним из входов подключенным к генератору линейно изменяющегося напряжения, а также опорный источник 4.Недостатком известного преобразователя также является низкая стабильность выходного напряжения из-за применения обратной связи с выхода выходного фильтра, так как ошибка выходного напряжения в уст. ройстве будет отработана только в последующих тактах из-за задержки, внесенной постоянной временй фильтра. 5 10 15 20 25 30 35 40 подключен к выходу упомянутого генератора тактовых импульсов, а К-вход - к выходу компаратора, одним из входов подключенного к генератору линейно изменяющегося напряжения, а также опорный источник, введены пиковый детектор и управляемый ключ, при этом генератор линейно изменяющегося напряжения выполнен по схеме интегратора с сумматором на входе, первый из входов которого подключен к выходу опорного источника, другой - к выходу выходного фильтра, третий - к выходу выпрямителя и входу пикового детектора, четвертый - к выходу последнего и выходу управляемого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу Йтриггера.На фиг, 1 приведена структурная схема стабилизированного преобразователя напряжения; на фиг, 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройстваПреобразователь содержит источник 1 электроснабжения с фильтром 2,выходной выпрямитель 3 с выходным фильтром 4 под ключенный к выходным полуобмоткам 5 и 6 трансформатора 7, первичные полуобмотки 8 и 9 которого подключены к транзисторам 10 и 11 усилителя мощности, при этом управляющие переходы транзисторов через узел 12 согласования подключены к выходам двух логических элементов И 13 и 14, первые входы которых подключены к парафазным выходам счетного триггера 15, счетным входом соединенного с генератором 16 тактовых импульсов, вторые входы элементов И объединены и подключены к выходу узла 17 зашиты, а их третьи объединенные входы соединены с выходом Ктриггера 18, 5-вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, К-вход к выходу компаратора 19, входом подключенного к выходу интегратора 20 с сумматором 21 на входе, первый вход 22 которого подключен к выходу опорного источника 23, второй вход 24 - к выходу выходного фильтра, третий вход 25 - к выходу. выпрямителя и входу пикового детектора 26, четвертый вход 27 - к выходу последнего и выходу управляемого ключа 28, управляющий вход которого подключен к выходу К-Я триггера 18,Преобразователь работает следующим образом.Когда на суммирующий вход 22 интеграгора 20 (фиг, 1) поступает эталонное отрицательное постоянное напряжение с источника 23 опорного напряжения, конденсаторинтегратора заряжается по пилообразному закону и на выходе интегратора 20 появляется линейно возрастающее положительное напряжение (фиг. 36),. которое поступает на неинвертирующий.вход компаратора 19, а с, его выхода - на К-вход Ктриггера 18.1050061 или 11 проходят через другую схему. И, Схема 17 защиты запрещает прохождение импульсов управления на выход элементов И и, соответственно, на базы транзисторов 10 и 11 в случае аварии.Увеличение стабильности выходного напряжения достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве за счет наличияобратной связи с выхода выпрямителя сигПоследовательность импульсов (фиг. За) с выхода генератора 16 синхроимпульсов поступает на вход счетного триггера 15. Парафазные выходы счетного триггера 15(фиг. Зе, Зд) устанавливают разрешающий положительный потенциал на входах схем 13 и 14 И. Синхроимпульс, поступающий на -вход К-Ь триггера 18, переводит его в состояние логической единицы (в состояние логического нуля Й-Ь триггер был переведен в предыдущем такте по К-входу. При этом на одном из выходов элементов И 13 или 14, в зависимости от наличия разрешающего положительного потенциала на одной из схем 13 или 14 появится положительный потенциал, который без инверсии проходит через согласующий узел 12 и открывает соответствующий из транзисторов 10 или 11 (фиг, 33, Зц). ПОЯВКВшийсЯ при этом импульс тока через трансформатор 7 приводит к появлению выходного положительного импульса (фиг. 31 с) на выходе выпрямителя.Этот импульс поступает через вход 25 на вход интегратора 20 и заставляет конденсатор интегратора разряжаться, уменьшая напряжение на выходе интегратора (фиг. 2 а) . Интегратор сравнивает интегральное значение входного сигнала (площадь 5 входного сигнала на тактовом промежутке) с интегральным значением выходного импульса (площадь , выходного импульса на том же тактовом промежутке). Как только напряжение на выходе интегратора 20 достигнет нуля (площади входного и выходного сигналов равны), срабатывает компаратор 19 и по фронту импульса на его выходе переведет (по входу Й) выход триггера 18 в нулевой потенциал. Этот нулевой потенциал через соответствующую схему И (13 или 14) и согласующий узел 12 выключит соответствующий транзистор 10 или 11. При -этом, естественно, прекращается и импульс на выходе выпрямителя 3. Далее конденсатор интегратора 20 вновьначинает заряжаться (фиг. 2 г), выходной сигнал интегратора переводит выход компаратора 19 в состояние логической единицы, Процесс переключения схемы в рас сматриваемом такте закончился,Аналогично происходит работа схемы и в следующем такте, с той лишь разницей, что импульсы управления транзисторами 10 нал рассогласования (или ошибки) отрабатывается в том же такте, когда он возник. Предположим, что напряжение питания стабилизированного преобразователя напряжения изменилось на +Е 1 (фиг. 2 б), Положим, что напряжение изменилось до прихода тактового импульса, включающего силовые транзисторы. При этом конденсатор интегратора, заряжается от опорного источника (фиг. 2 а) и с приходом тактового им пульса (фиг, 2 в) напряжение обратной связи с выхода выпрямителя поступает на суммирующий вход 25 интегратора 20 и разряжает конденсатор, Прк этом, чем выше напряжение +Е, .тем быстрее разрядится конденсатор и быстрее окончится импульс на выходе преобразователя. При этом интегратор сравнивает площади входного (31) и выходного (8) напряжения на тактовом промежутке. Таким образом, ошибка после выпрямителя 3 до фильтра 4 отсутствует.2 О Пусть напряжение изменилось на + Е вмомент, когда на выходе имеется силовой импульс, В этом случае, поскольку интегратор работает непрерывно, напряжение, поступающее на его вход с выхода выпрямителя до фильтра, заставит конденсатор ин тегратора быстрее разрядиться, что в своюочередь приведет к полной компенсации оши - бки, Таким образом, ошибка на выходе фильтра 4 всегда будет отсутствовать.Однако использование одной Описаннойобратной связи оказывается недостаточным.При больших длительностях импульса управления происходит скалывание импульса на выходе трансформатораи, естественно, на выходе выпрямителя 3. Это может привести к тому, что импульс на выходе выпрямителя за счет скалывания закончится раньше, чем разрядится до нуля конденсатор интегратора. Т.е, входной сигнал управления не будет отработан выходным импульсом. В этом случае, за счет входного сиг нала выход интегратора 20 будет все времянаходиться в области положительных напряжений, триггер 18 несмотря на наличие на входе тактовых синхроимпульсов перебрасываться не будет, следовательно будет остановлен и процесс переключения выходных 45 транзисторов 10 и 11. Чтобы этого не произошло в схему введены пиковый детектор 26 и управляемый ключ 28, Амплитуда сигнала на выходе пикового детектора 26 соответствует максимальной амплитуде на выходе выпрямителя 3 и будет сохранять свою величину до окончания импульса на выходе выпрямителя, т.е. до достижения на выходе интегратора 20 нулевого потенциала и срабатывания компаратора 19, выключения триггера 18. Своим спадом импульс с выхода р триггера 18 выключает управляемый ключ28 и сбрасывает выход пикового детектора 26 на ноль, С приходом следующего тактового импульса управляемый ключ 28 раз3мыкается, пиковый детектор 26 подготовлен к работе в следующем такте.Применение обоих дополнительных обратных связей обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения при резких изменениях напряжения питания или при резкой смене входного управляющего напряжения и обеспечивает надежную работу устройства в широких пределах изменения управляющего сигнала,.1 ОИЮ 61 Оудр ид гене ТН онО Гй ОГ Удых дик дегте ИЮх Филет1050061 Фиг 5 ВНИИПИ Госпо делам113035, Москва Филиал ППП Пат едактор А. Шандор аказ 8448/54 Составитель Техред И. Вере Тираж 687 дарственного к изобретений и Ж - 35, Раушс нт, г. УжгородКорректор ЛПодписноеитета СССРоткрытийя на 6., д. 4/5ул. Проектная, 4