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

Изобретение относится к области электротехники и может быть испольэ .вано во вторичных источниках питани Известно устррйство, содержащее задающий генератор и усилитель мощности, выход которого через последо вательно соединенные выпрямитель и фильтр подключен к.ключевому элемен ту 1.. Недостатком такого устройства яв ляется небольшой КПД и небольшая на . дежность. Известно устройство, содержащее последовательно соединенные задающи генератор и усилитель мощности, выпрямитель, фильтр- вьшрямителя, ключевой элемент .ключевой стабилизатор) и ключевойфильтр, выход котор го подключен к управляющему входу ключевого элемента через блок управ ления 2 . Недостатком известного устройств является небольшая надежность из-за большой импульсной мощности,выделяем на ключах преобразователя напряжения Наиболее близким техническим решением к изобретению является стаби лизированный преобразователь постоя ного напряжения, содержащий -инверто выход которого через последовательн соединенные выпрямитель и ключевой элемент и выходйой фильтр соединен с выходными выводами, и блок управления, выходом соединенный с управляющим входом ключевого элемента, а так I же цепь синхронизации между инверто, ром и выходом блока управления 3j . Недостатком известного устройства является трудность, а иногда и невоз можность обесп ечения. бестоковой коммутации транзй сторов инвертора В режиме больших пульсаций напряжения нанагрузке, поскольку сигнал обратной связи, сравнительный с пилообразным напряжением, существенно отличается от прямой. Кроме того, в известном устройстве принципиально необходим трансформатор с дополни-. тельной обмоткой. Указанные недостат ки .уменьшают функциональные возможности стабилизированного преобразова теля. Цель изобретения,-улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности. I Для достижения поставленной цели - в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем инвертор,, выход которого через после довательно соединенные выпрямитель, ключевой элемент и выходной фильтр, соединен с выходными выводами, и бло управления, выходом соединенный с ; управляющим входом ключевого элемента, а также цепь синхронизации между инвертором и выходом блока управле ния, указанная цепь синхронизации выполнена в виде блока задержки, nq ключенного входом к выходу указанного блока управления, а выходом - к вве-i денному входу синхронизации указанного инвертора. Кроме того, указанный инвертор выполнен в виде усилителя мощности и задающего генератора, синхронизирующим входом подключенного к синхронизирующему входу инвертора, а выхо.дом {С управляющему входу усилителя мощности. На фиг. 1 представлена электрическая схема стабилизированного преобразователя постоянного тока, на .2 диаграм1 ш1, поясняющие принцип действия устройства (2с| - импульсное напряжение блока управления; 2б - ток через ключевой элемент; 2Ь - напряжение блока задержки; 21 - напряжение задающего г енератора; 2i, - напряжение коллектор-эмиттер транзисторов усилителя мощности; 2,j- ток коллектора транзисторов усилителя мощности; 2U. - напряжение .питания; 2k,Л - мощность, рассеиваемая на транзисторах усилителя мощности). Устройство содержит инвертор 1, выполненный в виде задающего генератора 2 и усилителя мощности 3, последовательно соединенного с выпрямителем 4 и ключевым элементом 5, последовательно соединенным с выходным фильтром 6, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 5 через блок управления 7, до|полнительно введенного генератора задержки 8, при этом дополнительный выход ключевого элемента 5 через генератор задержки 8 подключен к син-, хронизирующему.входу задающего генератора 2, а выход выпрямителя 4 подключен к силовому входу ключевого элемента 5. Устройство работа,ет следующим образом. Блок управления 7, ключевой элемент 5 и выходной фильтр б, выход которого соединен с входом блока управления 7 (обратная связь), представляют собой обычный ключевой стабилизатор, который пит.ается от выпрямителя 4. Рабочей зоне стабилизации являет ся участокЬ -ЬгСФ -2а) Блок управления 7 вырабатывает напряжение прямоугольной формы с широтно-импульсной модуляцией, которое подается на вход согласующего транзистора блока управления, вырабатывающего на коллекторе импульсное напряжение (фиг. 2а). В соответствии с этим напряжением через ключевой элемент 5 протекает импульсный ток, который продолжает ротекать некоторое время (задний фронт) и после того, как. закроется ключевой элемент 5 (фиг. 28), ч4о связано с конечным временем рассасыания, носителей. Усилитель мощности 5 синхронизируется ключевым элементом 5 с задержкой равной . Это осуществляется тем,что импульсное на-. пряжение управляющего входа, ключевого элемента 5 поступает на вход генератора задержки 8, который работает в ждущем режиме и запускается передним фронтом, после чего вырабатывает импульс напряжения (фиг. 2Ь) длительностью . Это напряжение поступает на синхронизирующий вход задающего генератора 2.и задним фронтом запускает его (фиг. 2). Задающий генератор вырабатывае т напряжение прямр;угольной формы (фиг, 27/, которое возбуждает усилитель мощности 3, на коллекторах транзисторов которого вырабатыва-ется напряжение, приведеннее на фиг.. 2д,е. Импульсы тока, протекающие, через коллекторы транзисторов усилителя мощности, когда они открыты и насыщены, приведены на фиг. 2, . По времени эти импульсы совпадают с импульсами тока, протекакхцими через транзистор к.71ючевого элемента 5 (фиг. 2б.) и-имеют задний

фронт (фиг. , 3) . Длительность импульса 1 генергхтора задержки выбирается больше времени ; заднего фронта коллекторного тока транзисторов , усилителя мощности (фиг. 2Ь,.,Зг) . Как видно из фиг. 2е, З ,, транзисторы усилителя мощности переключаются на холостом ходу после того, как ток коллектора станет равным нулю. Этот ток коллектора .протекает через транзисторы тогда, когда они насыщены.

Таким образом импульсная мощь-, ность, рассеиваемая в транзисторах усилителя мощности, уменьшается.

Кроме того, изобретение позволяет обеспечить бестоковую коммутацию транзисторов инвертора в режиме больших пульсаций напряжений на нагрузке а также использовать устройство при отсутствии трансформатора или дополнительной обмотки трансформатора, что позволяет улучшить массогабаритные. показатели и повысить надежность устройства.

1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛБ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СО- держащий инвертор, выход которого через последовательно соединенные выпрямитель, ключевой элемент и выходной фильтр соединен с выходными выводами, и блок управления, выходом соединенный с управляющим входом Ключевого элемента, а также цепь синхронизации между инвертором и выходом блока управления, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения надежности, указанная цепь синхронизации выполнена в виде блока задержки, подключенного входом к выходу .указанного блока управления, а выходом - к введенному входу синхронизации указанного инвертора. 2. Преобразователь по.п.1, о т -. личающийся тем, что указанный инвертор выполнен в виде усилите- ля мощности и задающего генератора, g синхронизирующим входом подключенно(Л го к синхронизирующему входу инвертора, а выходом- к управляющему входу усилителя мощности. Ю фиг.