Стабилизированный преобразователь напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/64 H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл формирования стабилизированного напряжения питания электронньлх устройств, Известно устройство, содержащее задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор, де литель частоты, два селектора, усилитель мощности, выпрямитель, фильтр и цепь обратной связи, причем вход .делителя подключен к задающему генератору, входы селекторов к выходам делителя и выходу компаратора, а выходы селекторов ко входу усилителя мощности ll. Однако в известном устройстве при его включении и выключении на вход- усилителя мощности поступает не сформированный по амплитуде, длитель ности и фазе сигнал управления, при котором ключевые элементы усилителя работают в линейном режиме, через них протекает сквозной ток и ток насыщения силового трансформатора, в результате чего на ключевых элементах в течении достаточного продолжительного времени рассеивается большая мощность и от питающей сети потребляется большой ток, а это снижает надежность всего устройства и создает перегрузку и помеху в питающей сети. Причиной появления несформированного сигнала управления -является то, что функциональные элементы устройства управления, как всякое электронное устройство, выпол няют свои функции только при ограни ченном диапазоне величин питающего напряжения, выше и ниже которого их работоспособность не гарантируется. Вследствие этого при включении и вы ключении устройства в течение време ни, когда напряжение питания функциональных элементов устройства управления меньше своего минимальнодопустимого значения, на вход усили теля мощности, поступает несформированный по амплитуде, длительности и фазе сигнал, при котором силовые элементы усилителя не входят в режи насыщения, через них протекают скво .ные токи и токи насыщения силового трансформатора. Все это приводит к существенной перегрузке усилителя по току и мсадности, что повышает вероятность выхода его силовых элементов из строя и потому снижает на дежность известного устройства и со дает перегрузку и помеху в питающей -сети. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее силовой выпрямитель с фшмтром, подкл ченный к трансформатору двухтактног усилителя мощности на силовых транзисторах, базы которых подсоединены через резисторы к полуобмоткам тран форматора предварительного усилителя на транзисторах и через диоды - к полуобмоткам трансформатора, запирающего предварительного усилителя на транзисторах. Базы транзисторов управляющего усилителя Подключены к выходам первой пары элементов И, а базы запирающего к выходам второй пары элементов И. Первые входы первой пары соединены с выходом широтно-импульсного модулятора непосредственно/ а первые входы второй пары через первый инверт,ор, вторые же входы первой пары подключены к соответствующим входам первого делителя частоты, а второй пары к соответствую- . щим выходам второго делителя частоты. Задающий генератор устройства связан с входом второго делителя частоты через второй инвертор, а с входом первого и входом формирователя пилообразного напряжения непосредственно. Устройство содержит вспомогательный стабилиза- ор напряжения, на выходе которого установлен первый и второй делитель напряжения на резисторах и опорный ист рчник. Средняя точка первого делителя напряжения соединена с инвертирующим входом компаратора. На выход опорного источника подключена, интегрирующая цепь из резистора и конденсатора, средняя точка которой через резистор соединена с неинвертирующим входом компаратора, подключенным через конденсатор к выходу формирователя пилообразногр напряжения, который через другой конденсатор соединен со средней точкой второго Делителя напряжения, подключенной к неинвертирующему входу широтно-импульсного модулятора, а его инвертирующий вход подключен через прямой диод ко входу компаратора и к выходу выпрямителя непосредственно 23. Однако в этом устройстве, как и в предыдущем, при его включении и выключении на в-ход усилителя мощности поступает несформированный по амплитуде, длительности и фазе сигнал управления, при котором ключевые элементы усилителя работают в линейном режиме. Через них протекают сквозной ток и ток насыщения силового трансформатора, в результате чего на ключевых элементах в течение достаточно продолжительного времени рассеивается большая мощность, а это снижает надежность устройства. По той же причине в известном устройстве при его включении не обеспечивается плавное нарастание потребляемого тока, так как через усилитель мощности протекает неуправляемый ток большой величины, что наряду с перегрузкой усилителя по току и мощности .создает значительную перегрузйу ж помеху в питающей сети.

Цель изобретения - повышение надежности устройства, устранение перегрузок устройства и уменьшение помех в сети, создаваемых им при включении и выключении.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий вспомогательный узел питания, задающий генератор, выход которого соединен с входом формирователя пилообраз- Ю ного напряжения и входом делителя частоты, два выхода которого подключены к первым.входам соответствующих селекторов, вторые и третьи входы которых соединены с выходами соот- t5 ветственно широтно-импульсного модулятора и генератора импульсов нарас.тающей длительности, содержащего компаратор, выход которого является выходом генератора, а первый вход - 20 входом генератора, к второму входу компаратора подключены первые выводы резистора и конденсатора, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом вспомогательного узла 25 питания и общей шиной, выход формирователя пилообразного напряжения подключен к первому входу широтноимпульсного модулятора и входу генератора импульсов нарастающей длитель- ,.. ности, выход согласующего усилителя соединен с входом усилителя мощности, к выходу которого подключены последовательно соединенные выпрямитель и сглаживакиций фильтр выход фильтра подколочен к второму входу широтно-импульсного модулятора и является выходом устройства, введены пороговый блок и три ключа, причем к выходу вспомогательного узла питания подключен вход порогового блока, 40 выход которого соединен с управляющими входами ключей, два из которых включены между выходами селекторов и входами согласующего усилителя, а третий - между общей шиной и вто- 45 (рым входом компаратора генератора импульсов нарастающей длительности..

На чертеже изображена функциональ ная схема предлагаемого стабилизиро- ся ванного преобразователя напряжения.

Устройство содержит вспомогательный узел 1 питания, задающий генератор 2, выход которого соединен с входом формирователя 3 пилообразного напряжения и входом делителя 4 час- тоты, два выхода которого подключены к первьм входам соответствующих селекторов 5 и 6, вторые и третьи входы которых соединены с выходами соответственно широтно-импульсного -.60 модулятора 7 и генератора 8 импульсов нарастающей длительности, содержащего компаратор-9, выход которого являетсг. выходом, а первый вход - входом генератора, и к второму входу 65

компаратора 9 подключены первые выводы резисторов 10 и конденсатора 11, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом вспомогательного узла питания и общей шино.й выход формирователя 3 пилообразного напряжения подключен к первому входу генератора 8 импульсов нарастающей длительности, выход согласующег усилителя 12 соединен с входом усилителя 13 мощности, к выходу которо подключены последовательно соединенные выпрямитель 14 и сглаживающий фильтр 15, выход фильтра 15 подключен по второму входу широтно-импульного модулятора 7 и является выходо преобразователя, к выходу вспомогательного узла 1 питания.подключен вход порогового блока 16, выход которого соединен с управляющими входми ключей 17.- 19, два из которых включены между выходами селекторов 5 и 6 и входами согласующего усилитля 12, а третий - между общей шиной и вторым входом компаратора 9 генератора 8 импульсов нарастающей длительности.

1 . .

Устройство работает следующим об

разом.

Вспомогательный узел 1 питания формирует напряжение питания функциональных элементов устройства управления. Выходной импульсный сигнал задающего генератора 2 поступает на вход формирователя 3 пилообразного напряжения и через делитель 4 частоты - на первые входы селекторов 5 и 6. При этом в течение одного периода частоты задающего генератора открыт селектор 5, а в течение следующего - селектор 6. Пилообраз но-е напряжение выхода формирователя 3 поступает на первый вход широтноимпульсного модулятора 7. с выхода широтно-импульсного модулятора 7 через селекторы 5 и ,6, открытые ключи :17 и 18 и согласующий усилитель 12 на вход усилителя мощности 13 поступает широтно-модулированный импульсный, сигнал. Выходное напряжение усилителя мощности 13 через выпрямитель 14 и сглаживающий фильтр 15 поступает на выход Устройства и на второй вход широтно-импульсного модулятора 7. Всякое изменение под действием дестабилизирующих факторов выходного напряжения устройства приводит к компенсирующему его изменению длительности импульсов выходного сигнала Широтно-импульсного модулятора, что обеспечивает заданную стабильность выходного напряжения устройства. При включении устройства, когда выходное напряжение вспомогательного узла 1 питания меньше минимально допустимого значения, пороЬовый блок 16 находится в выключен

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий вспомогательный узел питания, задающий геиератор, выход которого соединен с входом формирователя пилообразного, напряжения и входом делителя частота / два выхода которого подключены к первым входе соответствующих селекторов, вторые и третьи входы которых соединены с выходами соответственно широтно-импульсного модулятора и генератора импульсов нарастаю- , щей длительности, содержащего компаратор, выход которого является.выходом генератора, а первый вход входом генератора, к второму входу крмпаратора подклюрчены первые вывода резистора и конденсатора, вторые выводы которых соединены соответст- i венно с выходом вспомогательного узла питания и общей шиной, выход формирователя пилообразного напряжения подключен к первому входу широтноимпульсного модулятора и входу генератора импульсов .нарастающей длительности, выход согласующего усилителя соединен с входом усилителя мощности, к выходу которого подключены последовательно соединенные выпрямитель и сглаживающий фильтр, выход фильтра подключен к второму входу г широтяр-импульсного модулятора и является выходом устройства, о т л иj4 а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, устранения перегрузок устройства и уменьшения (Г помех в сети, в него введены пороговый блок и три ключа, npjH4eM к выхоС ду вспомогательного узла питания подключен вход порогового блока, выход которого соединён с управляющими входами ключей, два из которых включены между выходами селектбров и рходами согласующего усилителя, а |третий - между общей шиной и вторым входом компаратора генератора импульi.coB нарастающей длительности.