Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН М 7/217 51) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТ ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ шкаро о СССР1978.СССР1977. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ;46) 23.09.85. Бюл. Ф 35 ,72) В.А. Поляков и А.М. К (53) 621.314,632 (088.8) (56) Авторское свидетельст У 797022, кл. Н,02 М 7/12,Авторское свидетельство И 675559, кл. Н 02 М 7/12,(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий подключенные к входнымвыводам вольтодобавочный трансформатор и выпрямитель, один из выводов постоянного тока которого подключен к первому выходному вы"воду, а другой вывод постоянноготока через и последовательно-согласно соединенных диодов - к второму выходному выводу, и вольтодобавочных выпрямителей с конденсаторами, подключенных входами к соответствующим обмоткам вольтодобавочного трансформатора, и тран"зисторных ключей и орган управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения технологичности и функциональной надежности,в него введены импульсный трансформатор и пстатических триггеров801 1 96, при этом вольтодобавочные выпрямители выходами соединены последовательно, положительный вывод первого вольтодобавочного выпрямителя через переход коллектор-эмиттер первого транзисторного ключа подключен к катоду первого диода, отрицатальный вывод каждого из последующих вольтодобавочных выпрямителей через эмиттер-коллекторный переход соответствующего транзисторного ключа - к аноду соответствующего диода, общий вывод первого и цторого вольтодобавочного выпрямителей через первичную обмотку импульсного трансформатора подключен к катоду второго и аноду первого диодов, причем переходы эмиттер-база всех последующих за первым транзисторных ключей через статические триггеры подключены к соответствующим вторичным обмоткам импульсного трансформатора, а орган управления выполнен одноканальным в виде двухвходового компаратора, сое" диненного первым входом через вып-, рямитель с обмоткой вольтодобавоч-. ного трансформатора, вторым, входом с источником опорного напряжения, выходом - с переходом эмиттер-база первого транзисторного ключа.1 1181Изобретение относится к электроФ технике и может быть использовано в устройствах электропитания.Цель изобретения - повышение технологичности и функциональной на дежности,На фиг. 1 приведена схема преобразователя переменного напряжения в постоянное с тремя вольтодобавочными выпрямителями," на фиг. 2 - 10 графики, поясняющие принцип его работы; на фиг. 3 - схема статического триггера. 15Первичная обмотка,вольтодобавочного трансформатора 1 и вход выпрямителя 2 подключены параллельно входным выводам 3 преобразователя. Выход выпрямителя 2 подключен через последовательно - согласно соединенные диоды 4 - 6 к выходным выводам 7 преобразователяВыходные обмотки вольтодобавочного трансформатора 1 подключены к входам соответствующих вольтодобавочных выпрямителей 8 - 10. По выходу вольтодобавочные выпрямители 8 - 10 соединены последовательно, а средний вывод выпрямителей 8 и 9 подключен через первичную обмотку 30 импульсного трансформатора 11 к катоду диода 5 и аноду диода 4. Положительный вывод выпрямителя 8 через переход коллектор-эмиттер транзисторного ключа 12 подключен к катоду диода 4, а отрицательные выводы выпрямителей 9 и 10 через переходы эмиттер-коллектор транзисторных ключей 13 и 14 подключены, соответственно, к анодам ди одов 5 и 6. К входам статических триггеров 15 и 16 подключены соответствующие вторичные обмотки импульсного трансформатора 11. Выход статического триггера 15 подключен к 45 переходу база-эмиттер,транзисторного ключа 13, а выход статического триггера 16 " к переходу база-эмиттер транзисторного ключа 14. Орган 17 управления выполнен.на двух входовом компараторе 18, выход которого подключен к переходу базазмиттер ключа 12. Первый вход компаратора 18 соединен через выпряьжтель 19 с обмоткой вольтодобавочно го трансформатора 1, а второй вход подключен к источнику опорного напряжения (к стабилитрону 20). На 096грузка 21 подключена к выходным выводам 7.На фиг. 2 изображены временные диаграммы, где Б напряжение на вывыпреля 2 ф Офвольтодобавочное напряжение на диодах 4, 5 и 6; 1 - импульсы тока в первичной обмотке импульсного трансформатора 11; У 7 - выходное напряжение преобразователя; Б , П о - напряжение на первом и втором входах компаратора 18; У - выходное напряжение органа 17 управления; Е среднее значение выходного напряжения преобразователя, причем диаграмма а соответствует минимальному, а диаграмма Б - максимальному значениям напряжения на входе 3 преобразователя.Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.При минимальной величине напряжения источника питания, подключенного к входным выводам 3 преобразователя, мгновенные значения выпрямленного напряжения Ц19 поступаемого на первый вход компаратора 18, превышают опорное напряжение 0 на втором входе компаратора 18 в течение меньшей части полу- периода преобразуемого напряжения - моменты времени Т - 1, З - СФ (Фиг. 2 юд . В результате на выходе органа 17 управления (на выходе компаратора 18) формируются импульсы прямоугольного напряжения У, отпирающие ключ 12 в моменты времени, когда опорное напряжение Б, больше напряжения П. Ключ 12 открывается в момент времени 1, и конденсатор вольтодобавочного выпрямителя 8 начинает разряжаться на нагрузку 21 через первичную обмотку импульсного трансформатора 11, диоды 5 и 6 и выпрямитель 2. Ток 1 , протекающий по первичной обмотке импульсного трансформатора 11, Формирует на вторичных обмотках импульсного трансформатора импульсы напряжения, переключающие статические триггеры 15 и 16 в состояние,отпирающее ключи 13 и 14. Напряжения конденсаторов вольтодобавочных выпрямителей 9 и 10 оказываются подключенными, соответственно, параллельно диодам 5 и 6, а на нагрузке 21 (на выходных вы1181096 3водах 7) формируется напряжение Бравное сумме напряжений выпрямителей2, 8, 9 и 10 (без учета потерь наэлементах схемы) . В момент открывания ключа 13 конденсатор выпрямителя 9 разряжается не через обмоткуимпульсного трансформатора 11,а через конденсаторы выпрямителей 8и 10. Поэтому в моменты й и Тток через первичную обмотку импульсного трансформатора 11 имеет формуположительного импульса 1 (фиг. 2).В моменты времени, когда мгновенные. значения напряжения П наци 9нают превышать напряжение По, формируется задний фронт импульса Ц .управления транзисторного ключа 12,т.е, на вРемя 1 - С, 1- С транзисторный ключ 12 закрывается, иконденсатор вольтодобавочного выпрямителя 8 исключается из цепи питания нагрузки. Однако в моменты времени й и й конденсаторвольтодобавочного выпрямителя 9остается подключенйым в цепь формирования выходного напряжения Пчерез импульсный трансформатор11, диод 4, выпрямители 2 и 1,0и открытый ключ 14, т.е. в первичной обмотке импульсного трансформатора в моменты времени 1 и СЗОформируется импульс тока 1 отрйИцательной полярности. В результатена вторичных обмотках импульсного трансформатора 11 формируютсяимпульсы напряжения, переключающие статические триггеры 15 и 16 вположение, соответствующее закрытому состоянию ключей 13 и 14. Таким образом, ключи 13 и 14 автоматически переключаются синхронно сключом 12,При максимальном значении источника преобразуемого напряжения (фиг. 26) мгновенные значения на- пряжения Б превышают напряжение П в течение большей части полупериода поэтому время открытого состояния ключей 12, 13 и 14, соответственно уменьшается, уменьшается и доля вольтодобавочного напряжения в выходном напряжении Б . При этом среднее значение выходного напряжения Е остается практически неизменным. Из принципа работы следует, что при изменении опорного напряжения П(фиг. 1) потенциометром, под" ключенным параллельно стабилитро,ну 20, можно регулировать среднее значение выходного напряжения Е в два раза, если напряжение на вторич" ных обмотках вольтодобавочного трансформатора 1 обеспечивает суммарное напряжение вольтодобавочных выпрямителей 8 - 10, равное .амплитудному значению преобразуемого переменного напряжения, при этом напряжение на ключах 12 - 14 равно одной трети амплитудного значения входного напряжения. С увеличением числа вольтодобавочных выпрямителей и транзисторных ключей возможно дальнейшее уменьшение коэффициента нагрузки по напряжению на транзисторных ключах преобразователя, при этом орган регу" лирования остается одноканальным (управляет только первым транзистором), а последующие ключи управляются от обмоток импульсного трансформатора через статические триггеры.1181096 ЛЮСИД Составитель А. КоваленРедактор О. Головач Техред И.Асталош орректор Л.Пилипен Подпи пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн аказ 5946/58 Тираж 645 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Ракомитета СССРи открытий скан наб д.4/5