Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (его варианты)

(57) 1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного к выходу триггера, а вторым входом - к выходу задающего генератора и к первому входу триггера, подключен. ,ного вторым входом к выходу интегра тора, вход которого через источник опорного напряжения присоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и первой обмотки дросселя, о т л и -. ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения гальванической развязки между входом и выходом стабилизированного преобразователя, его выходные выводы подключены к выводам первого конденсатора, а введенная аай,ФеЮ,еа 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕК АВТОРС ОМУ ЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ЕГО ВАвтор мотка дросселя подключена между вторым входным выводом и вторым силовым выводом транэисторного ключа, причем указанное со нение управляющего входа транзисторного ключа с выходом логического элемента И выполнено через введенный элемент гальванической развязки.2, Стабнлизированный преобразователь постоянного напряженкя, содержащий подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторный ключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного к .выходу триггера, а вторым входом к выходу задающего генератора и к первому входу триггера, подключенного вторым входом к выходу интеграто" ра, вход которого через источник опо ного напряжения присоединен параллел но первому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и перво ,обмотки дросселя, о т л и ч а ю щ и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения гальванической развязки между входом и выходом стабилизированного преобразователя, дроссель снабжен по меньшей мере одной вторич ной обмоткой, которая через введенный второй диод подключена к выходным выводам, эашунтированным введенным вторым конденсатором, а второй входной вывод соединен с вторым силовым выводом транзисторного ключа через первую обмотку дросселя.. 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании вторичныхисточников питания.Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения,, содержащий транзисторный ключ, дроссель, диод, конденсатор, интегратор,связанный входом с выходом преобразователя через усилитель обратнойсвязи и нудь-орган, подключенныйчерез согласующийблок к входу транзисторного ключа Я .Недостатком стабилизированногопреобразователя является низкаястабильность его выходного напряжения, обусловленная величиной статизма (ошибки) канала обратной связи.Наиболее близким к предлагаемомуявляется стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный первым силовымвыводом к первому входному выводутранзисторный ключ, вход которогосоединен с выходом логического элемента И, первым входом подключенного, к выходу триггера, а вторым входомк выходу задающего генератора и кпервому входу триггера, подключенного вторым входом к выходу интегратора, вход которого через источникопорного напряжения присоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из конденсатора и первой обмотки дросселя 2,Недостатком известного стабилизатора являются ограниченные функционрльные возможности из-за наличиягальванической связи между входом ивыходом и невозможностью получениявыходного напряжения, превышающеговходное. Это обусловлено тем, чтостабилизатор содержит. последовательно соединенные и включенные в силовую шину ключевой транзистор и дроссель фильтра. При этом входные и выходные зажимы гальванически связаны,а выходное напряжение всегда меньшевходного.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения .гальванической развязки.между входом и выходом стабилизированного преобразователя.Поставленная цель в первом варианте достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоян ного напряжения, содержащем подклю 55 На фиг,. 1 изображена структурная схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения, первый вариант; на фиг. 2 то же, второй вариант; на фиг. 3 - диаграммы напряжений, поясняющие работу стабилизированного преобразователя. 117617 4ченный первым силовым выводом к пер-.вому входному выводу транзисторныйключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первым 5 входом подключенного к выходу триггера, а вторым входом в . к выходузадающего генератора и к первомувходу триггера, подключенного вторымвходом к выходу интегратора, вход 10 которого через источник опорногонапряжения присоединен параллельнопервому диоду и последовательной цепи из первого конденсатора и первойобмотки дросселя, его выходные выво дй подключены к выводам первого кон"денсатора, а введенная вторая обмотка дросселя подключена между вторымвходным выводом и вторым силовымвыводом транзисторного ключа, при чем указанное соединение управляющеговхода транзисторного ключа с выходомлогического элемента И выполнено через введенный элемент гальваническойразвязки.25Поставленная цель во втором варианте достигается тем, что в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем подключпнный первым силовым выводом к первому входному выводу транзисторныйключ, вход которого соединен с выходом логического элемента И, первымвходом подключенного к выходу триггера а вторым входом - к выход задающего генератора и к первому входутриггера, подключенного вторым входомк выходу интегратора, вход которогочерез источник опорного напряженияприсоединен параллельно первому диоду и последовательной цепи из конденсатора и первой обмотки дросселя,дроссель снабжен по меньшей мере одной вторичной обмоткой, которая черезвведенный второй диод подключена квыходным выводам, зашунтированнымвведенным вторым конденсатором, авторой входной вывод соединен с вторым силовым выводом транзисторного 50ключа через первую обмотку дроссе(4) 3 1117Стабилизированный преобразоваьель постоянного напряжения содержит подключенный первым силовым выводом к первому входному выводу 1 транзисторный ключ 2, Вход которого соединен с выходом элемента И 3, первым входом подключенного к выходу триггера 4, а вторым входом - к выходу задающего генератора 5 и к первомувходу триггера 4, подключенного вто рым входом к выходу интегратора 6, вход которого через источник 7 опорного напряжения подключен параллельно первому диоду 8 и последовательной цепи из, первого конденсатора 15 9 и первой обмотки 10 дросселя 11.В первом варианте стабилизированного преобразователя (фиг. 1) выходные выводы 12 подключены караллельно первому конденсатору 9, а 20 вторая обмотка 13 дросселя 11 подключена между вторым входным выводом 14 и вторым силовым выводом транзисторного ключа 2. Выход элемента И 3 соединен с входом транзистор" 25 ного ключа 2 через элемент 15 гальванической развязки, например трансформатор.Во втором варианте стабилизированного преобразователя (фиг. 2) вы-. З 0 ходные выводы 12 соединены с второй обмоткой 13 дросселя 11, первая обмотка 10 которого подключена между вторым входным выводом 14 и вторым силовым выводом ключа 2 через второй диод 16. Параллельно выходным выводам подключен второй конденсатор 17.На фиг. 2 показано две вторых обмотки 13 дросселя 11, что соответст вует двухканальному варианту стабилизированного преобразователя.На фиг. 3 приведены временные диаграммы напряжения 18 на выходе задающего генератора 5, напряжения 45 19 на выходе транзисторного ключа 2, напряжения 20 на выходе интегратора 6, напряжения 21 на выходе логического элемента 3, напряжения 22 на входе интегратора 6 (во втором ваанте) . Стабилизированный преобразователь работает следующим образом (оба варианта),Импульсы 18 задающего генерато ра 5 подаются на вход триггера 4 ивход логического элемента 3. С при,ходом очередного импульса на вход 617 4триггера 4 на выходе логическогоэлемента 3 появляется первое устойчивое состояние 21, воздействующее натранзисторный ключ г. На вход.интегратора 6 поступают импульсы напряжения 19 с первой обмотки 10 дроссе-ля. В процессе интегрирования разности напряжений на входе интегратора 0 н опорного 000 напряжение20 на выходе интегратора 1 черезнекоторое время 1 достигает уровнясрабатывания триггера 4, что вызывает его переключение в первоначальное состояние. При этом на выходелогического элемента 3 появляетсявторое устойчивое состояние. Далеепроцесс идет по описанной схеме аналогично,Напряжение на выходе интегратораизменяется во времени следующим образом:"о где 0 и С) - напряжение на выходеинтегратораОц 01 - напряжение на выходеинтегратора в начальныймомент каждого периода,л6 - постоянная времени инитегрирования,0 оп - напряжение опорногоисточника- время;0 (С) - напряжение на.входе инВХтегратора.Напряжение на входе интегратора БАЯХ ДлЯ пеРвого ваРианта пРеобРазователя равно ОЮ =Е п ф ОзОс С С;О.,(С 1-О С С т, (г) где 0 ьц - выходное напряжениеП - коэффициент трансформации; и для второго варианта преобразователя В режиме стабилизации должно вы- полняться условие стационарности процесса интегрирования, т.е. напряжение на выходе интегратора. в начальный момент каждого периода должно быть равно напряжению в конце периода(3) для значения времени и учитываясоотношение (4), получаем для первоговарианта преобразователя)Оеьв од-ф) (5) и для второго варианта преобразовате"ля"вых "оо 1 С щ Ооп(Т-С) (6) 10 Условие (8) будет выполняться, как это видно нз фиг, 3, только тогда, когда крутизна изменения выходного напряжения интегратора за время О-будет больше, чем за время, соответствующее условиюНапряжение на выходе преобразователя (фиг. 1 и 2) при условии непрепыв(ности тока определяется следуюпрюм образом: 1(6) и (7), получаем выражение для 20выходного напряжения1 зых0 О (фиг е 1) ф"вых пОоп (фнг. 2),Таким образом, выходное напряже- ,ние практически не зависит от входного напряжения, уровня срабатываниятриггера, постоянной времени интегрирования, рабочей частоты и определяется лишь опорным напряжением. 30Для выполнения условия (4) необ"ходимо, чтобы отклонение напряженияна выходе интегратора от стационарнойвеличины в конце периода 3 0, не превышало бы значения возмущения, вызвав Зщего это отклонение в начале периода,т.е.(9) При невыполнении условия (9) небольшое отклонение выходного напряжения интегратора от установившегося значения в начале периода вызовет вг конце периода отклонение, большее по аб" солютной величине, чем начальное, которое, в свою очередь, вызовет еще большее отклонение в конце следующего периода и т.д.В результате в преобразователе возникнут атокалебания на частотах ниже рабочей частоты,Выполнение условия (9) достигается тем, что импульсы с выхода задающего генератора, длительность которых не превышает полупериода, ограничивают длительность времени 1 с помощью логических элементов 5 и 16.Изобретение позволяет достигнуть расширения функциональных возможностей преобразователя путем обеспечения гальванической развязки при сохранении стабильности выходного напряжения.1117617 Составитель В.ЦишевскиЛушникова Техред З,Палий Редак рректор В. Вутя Заказ 7219/3 Тирах 841 ПодпиГосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий , Москва, Ж, Раушская наб.д,е НИИПИ 13 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4