Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК G05F1/64 

Изобретение относится к вторичным источникам питания средств транспорта и связи. Известен источник питания с регулируемым выходным напряжением, содержаишй дроссель, выходной трансформатор, четыре силовых ключа, конденсатор фильтра, три диода и блок управления ClO. Недостатками этого убтройства являнются низкий КПД и сложность устройства Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стаб лиаированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входом триггера и управляемо го одновибратора, две схемы U. первые входы которых подключены сортветстве но к прямс «1у.и инверсному выходам триг , вторые объединены и подключены к выходу ухфавляемого одновибратора, ч тыре силовых ключа, одни из силовых электродов первых двух подключенй к крайним выводам первичной обмотки вин хоДного трансформатора, средняя точка которой присоединена через дроссель к первому входному вьшоду, при этом второй входной вьшод подключен к объединенным вторым силовым электродам первых двух силовых ключей, а одни из силовых электродов вторых двух с№ловых ключей присоединены также к: соответствующим крайним выводам первичной обмотки выходнсяч) трансформатора, вторичная обмотка через вьшрямитель и емкостный фильтр соедт нена с выходными выводами, один из которых соединен с вторым вхопным вкн водом, а другой - с первым входом сравнивающего урла, втсфой вход которо го подключен к источнику опорного напря жения, а выход соединен о вторым вхо- дом управляемого одновибратора L2 J. Недостатком известного устройства 5шляется сложность у1фавления силовыми ключами вследствие необходимости при« менения четырехканального Ш1фотно импульсного модулззтора, следовательно, и значительные габариты устройства. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизир(жанном преофазователе постоянного нахфяжения в постоянное, содержащем Задаюпшй генератор, выход которого соедини с входом триггера и управляемого одновифатора, две схе-л мы U, первые входы которых поаключены соответственно к прямому и инверсному въ1ходам триггера, вторые объединены и подключены к выходу управляемого одновибратора, четыре силовых ключа, одни из силовых электродов первых двух подключены к крайним выводам первичной обмотки выходного тpaнcфopмaтqpa, средняя точка которой прироединена через дроссель к первому входному вььвояу, при этом второй входной вывод подключен к обьединеннь1м вторым силовым электродам первь1Х двух силовых ключей, а одни из силовых электродов вторых двух силовых ключей присоединены та|сже к соответствующим 1файним выводам первичной обмотки выходного трансфо матора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и емкостный фильтр соединена с выхоаными выводами, один из которых соединен с вторым входным выводом, в другой - с первым входом сравнивающего узла, второй вход ко--. . торого подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом управляемого одновифатора ,вь1ходной трансформатор снабжен дополнительной обмрткой, крайние выводы подключены к управляющим входам вторых двух силовых ключей, а средняя точка обмотки, через введенный резиотор подключенная к объединенным вторь силовым электродам этих ключей, присоеаинена также через введенный диод к первому входному выводу. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема стабилизированного преобразователя на фиг. 2 «- временная . диаграмма его работы. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит задающий генератор 1, триг-. гер 2, дроссель 3, включенный между первым входнымвыводом и средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора 4, вторичная обмотка которого через вьшрямитель 5 и емкостный фильтр 6 соединена с выходными вывода.- ми, сравнивающий узел 7 с источником 8 опорного напряжения, четыре силовь1Х ключа 9 - 12, первые 9 и 10 из которых включены между крайними выводами первичной обмотки выходного трансформатора 4 и втсфым входным выводом, а вторые 11 и 12 - между крайними выводами первичной обмотки и через резистор 13 - к средней точке дополните ьной обмотки выхоцного трансформатора 4, диод 14, управляемый одновибратор 15 и два элемента U 16 и 17. Крайние выводы дополнительной обмотки выходного трансформатора 4 соединены с управляющими входами силовых ключей 11 и 12. Диод 14 включен между резистором 13 и вторым входным вывоц питания, с которым соединен первый выходной вывод преобразовател.я, а второйвыходной вывод соединен с первым входом сравнивающего, узла 7, второй вход которого подключен к источнику S опорного напряжения, а выход соединен с первым входом управляемого одновибратора 15; второй вход которого поцклю чен к выходу задающего генератдра 1 и входу триггера 2, прямой и инверсный выходы которого соответственно поаклк чены к первым входам элементов tt 16 и 17, вторые входы которых подклк чены к выходу управляемого одновибратора -15, а выходы соединены с управляющими входами силовых ключей 9 и 1 Работает стабилизированный преобраз ватель следующим образом. Задающий геи ратор 1 формирует прян моугольные импульсы, поступающие на входы триггера 2 и управляемого одновибратора 15, которые запускаются поло жительными фронтами этих импульсов (. 2,Ug(,,, ,l/gj,x2 выШ5 Длительность выходного импульса управляемого одновибратора 15 определяется выходным сигналом сравнивающего 7. Элементы U 16 и 17 из прямых и инверсных выходов триггера 2 к ухьравляемого оцновибратора 15 формируют двухканапьный широтно-модулированный сигнал (фиг.2,изь,х -Гб выхлЬ который поступает на управляющие .входы силовых. ключей 9 и 10. Г едположим, что в момент времени присутствует сигнал на выходе элемента 16, т. е. открыт силовой ключ 9. В этом случае входное напряжение источника питания через дроссель 3 приложено к первичной обмотке выходного трансформатора 4 и ток в контуре источник питания - дроссель 3 - первичная обмотка выходного трансформатора 4силовой ключ 9 начинает возрастать. При этом открывается по цепи дополнительной обмотки силовой ключ 11, ко- торый на период открытого состояния ключа 9 на работу преобразователя не влияет, так как диод 14 закрыт, ,в момент времени t закрывается силовой ключ 9 и ток дросселя 3 начинает протекать по контуру : дроссель 3 первичная обмотка выходного трансформатора 4 - силовой ключ 11 - диод 14. В этом режиме стабилизированный преобразователь не потребляет ток от источника питания, а в нагрузку передается энергия, запасенная в дросселе 3. Напряжение на дросселе изменяет знак и ток в нем снижается. В момент времени 12 происходит включение ключа 10, следовательно, отключение ключа 11 и включение ключа 12. Напряжение на первичной обмотке эыходного трансформатора 4 меняет знак, ток в дросселе 3 увеличивается. В мо мент времени t j закрывается силовой ключ 10, ток в дросселе 3 начинает снижаться, энергия, запасенная в нем передается в нагрузку. В момент вре: мени 14 открывается силовой ключ 9 и далее процесс переключения повторяется. Ток дросселя 3, не прерываясь, поочередно протекает .по каждой из полуобмоток выходного трансформатора-. Управление силовыми ключами 11 и 12 осуществляется автоматически от допо ьнительной обмотки выходного трансформатора 4. Таким образом, данное техническое решение позволяет упростить узел упра&ления. и тем самым улучшить массогабан ритные показатели устройства.

f/4o

2

СТАБИЛИдаРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГЮС1ХЗЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий эедающий генератс, выход которотю соединен с ВХОДОМ триггера и управляемого i рдвови1 апгора, две схемы, U , первые. Ьходы которых подключена соответствё но к Щ)алому и инверсному выходам триггера, вторые объединены и покклкп&ая к шдходу управляемого одновнбратора, «ыре СИЛОВЫХ ключа, одни, из силовых электродов первых двух подключены к крайним выводам первичной обмотки выходкого трансфярматора, средняя точка которой присоединена через дроссель к первому входному ВЫВОДУ, при этом второй ВХОДНОЙ ВЫВОД подключен к обьединензаым вт)Ь1М силовым электродам .первых двух СИЛОВЫХ ключей, а одни из СИЛОВЫХ электродов вторых двух силовых ключей присоедине ны также к соответствуютим храй им выводам первичной обмотки ВЫХОДНОГО трансфррматсфа, вторичная обмотка которого через вьшрямитель и емкостный фильтр соединена с выходными выводами, один из которых соединен с вторым ВХОДНЫМ ВЫВОДОМ, а дру -гой - с первым ВХОДОМ сравнивающего узла, втсфой ВХОД которого подключен к источнику опорного напряжения, а вь зоод соединен с вторыкг входом управляемого одновибратора, от л и ч а ю ш и йi с я тем, что, с цепью улучшения мво согабаритных показателей, выходной (Л трансформатор снабжен дополнительной обмоткой. 1файние выводы которой подкл1о чены к управляющим входам вторых двух СИЛОВЫХ ключей, а средняя точка обмот ки через введенный резистор, подключенная к объединенным вторым силовым электродам этих ключей, присоединена 4; также через введенный диод к первому СО оо оо со входному выводу.