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

Изобретение относится к электрот нике, а именно к вторичным источниKoU питания. Известны стабилизированные преоб разователи, работающие параллельно на общую нагрузку, каждый из которы содержит преобразователь напряжения силовой трансформатор, выходной выПрямитель, выходной фильтр, измери. тельный элемент, опорный элемент, к паратор обратной связи, широтно-им пульсный. модуля;тор, генвратор пилоо разного напряжения, задающий генера 0 тор, формирователь импульсов l и 2 .Недостаток этих преобразователей заключается в отсутствии возможноети обеспечения выключения из системы параллельно работаюишх преобразо вателей неисправного преобразователя без. нарушения при этом нормальной работы оставшихся в работе пре образователей, работающих на общую нагрузку. ) Наиболее близким к изобретению техническим решением является стаби лизированный преобразователь постоянного напряжения, содерлсащий . усилитель мощности, силовой, трансформатор, крайние выводы втори.чной обмотки которого подсоединены к анодам выпрямительных диодов, като дами подключенных к одной обкладке конденсатора сглаживающего фильтра, средняя точка вторичной обмотки трансформатора подключена к одному ВЫВОДУ дросселя выходного фильтра, другой вывод которого подключен к другой обкладке конденсатора выходного фильтра, первый .измерительный элемент, входом подключенный к выходным выЁодам преобразователя, а эыкодом г к входу первого компарато ра, другой вход которого соединен. о выходом источника опорного напря женин, выход первого компаратора Ьоединен с пёрвым входом широтноимпульсного модулятора, с другим входом которого соединен выход гене ратора пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора, выход широтно-импульсного модулятора подключей к входу формирователя импульсов выход которого связан с управляющими входами усилителей мощности, вто рой и третий компараторы повышения и понижения выходного напряжения ис точника, первые входы которых -Подключены к выходу источника опорного напряжения, вторые входы - к выходу измерительного элемента, подключенного к выходу стабилизированного ис точника питания. Посредством второг и третьего компараторов обеспечивае ся защита от повьяиения и понижения выходного напряжения источника з. Недостатком известного преобразо вателя является низкая надежность при параллельной работе из-за невозможности выявления в процессе работы вышедшего из строя преобразователя. Это определяется тем, что измерительные элементы схемы защиты источников осуществляют контроль напряжения, непосредственно на выходных выводах стабилизирующего преобразователя и выявление в данном случае неисправного из параллельно работающих преобразователей не представляется возможным. При этом, если выходное напряжение одного из источников повьашается, то напряжение на нагрузке также повышается. Если величина этого напряжения превышает допустимое значение, то срабатывает защита от повышения напряжения и неизбирательно будут отключены все параллельно работающие источники питания. Если же выходное напряжение одного из источников понижается, то напряжение на . нагрузке не изменится.Защита от понижения напряжения ни одного из источников, в Т..Ч. и неисправного, не сработает. В результате неисправный источник остается в этом режиме неограниченное время. Целью изобрет.ения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения выявления неисправного преобразователя из парашлельно работающих к-стабилизированных преобразователей на общую нагрузку. Для достижения поставленной цели в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, силовой трансформатор, крайние выводы вторичной обмотки которого подсоеди нены к анодамвып рямительных диодов, катодами подключенных к одной обкладке конденсатора сглаживающего фильтра, 9редняя точка вторичной обмотки трансформатора подключена к одному выводу дросселя выходного фильтра., другой вывод которого подключен к другой обкладке конд енсатора выходного фильтра, первый измерительный элемент, входом подключенный к выходтным выводам преобразователя., а выходом - к входу первого компаратора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход первого компаратора соединен с пер:вым входом широтноимпульсного модулятора, с другим входом которого соединен выход генератора пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора, выход широтно-импульсного модулятора подключен к входу формирователя импульсов, выход которого связан с управляницими входами усилителя мощности, второй и третий компараторы, первые входы которых соединены с выходом опорного источника, введены второй выпрямитель, аноды диодов которого подключены К крайним выводам вторичной обмотки трансформатора, а катоды - к обкладкам дополнительного конденсатора, другой обкладкой подключенного точке соединения дросселя с конденс тором выходного фильтра, а также второй измерительный элемент, подключенный параллельно указанному до .полнительному конденсатору, и четвертый компаратор, первый вход кото рого соединен с выходом указанного источника опорного напряжения, а второй вход - с первым выходом второго измерительного элемента, выходы четвертого и первого компараторов через разделительные диоды подключены к первому входу широтноимпульсного модулятора, причем выхо четвертого компаратора также .связан с коллектором транзистора, эмиттер которого подключен к общей точке, а база через резистор coejwиена с ВЫХОДОМ первого компарато- J pa, вторые входы второго и третьего компараторов соединены соответствен но с вторым и. третьим выходами второго измерительного элемента. На чертеже представлена принципи альная схема одного из N параллельн работающих стабилизированных преобр зователей, работающих на общую на-, грузку. Стабилизированный преобразовател . постоянного йапряжения содержит уси литель 1 мощности, силовой трансфор матор 2, диоды выходного выпрямителя 3, дроссель 4 сглаживающего выхо ного фильтра, конденсатор 5 выходно го фильтра, первый измерительный элемент б соединен с выходом 7, пер вый компаратор 8, источник 9 опорного напряжения, задакяций генератор 10, генератор 11 пилообразног напряжения, широтно-импульсный моду лятор 12, формирователь 13 импуль- coBj резистор 14, второй 15 и трети J16 компараторы соответственно защиты от понижения и защиты от повьашения напряжения, диоды второго выпрямителя .17, дополнительный конденсатор 18,. второйизмерительный. элемент 19 выполненный на резисJTOpHOM делителе с первым 20, вторым 21 и третьим 22 выходами, четвертый компаратор 23, резисторы 24 и 25, разделительные диода 26 и 27, транзистор 28, выходные выводы преобра:зователя 29 для подключения нагрузки. Стабилизированный преобразователь работает следующим образом. В преобразователе в результате сравнения выходного напряжения первого измерительного элемента б, сни маемого с выхода 7, и напряжения опорного источника 9 на выходе перв го компаратора 8 вырабатывается сигнал, которий через резистор 14 и разделительный диод 26 поступает на первый вход широтно-импульсного модулятора 12 (шим, на другой вход которого поступает сигнал от генератора 11 пилообразного напряжения (ГПН). Сигнал с выхода ШИМ 12 через формирователь 13 импульсов поступает на управляющие входы усилителя 1 мощности. Задающий генератор 10 обеспечивает импульсами для синхронизации ГПН 11, а также получение напряжения питания ГПН 11 и ШИМ 12. На входы четвертого компаратора 23 поступает напряжение с первого выхода 20 измерительного элемента 19 и напряжение опорного источника 9. На выходе четвертого компаратора 23 вырабатывается напряжение, которое не может поступать к входу ШИМ 12, так как транзистор 28 открыт напряжением, поступающим с выхода первого компаратора 8 через резистор 14. Тем самым четвертый компаратор 23 в нормальном режиме на работу стабилизированного преобразователя не влияет. В этом режиме величины напряжений на дополнительном конденсаторе 18 и на выходных выводах 29 мало отличаются, и на выходах второго и третьего комггараторов 15 и 16, на входы которых поступают .напряжения соответственно с второго 21 и третьего 22 выхода второго измерительного элемента 19 и напряжение опорного источника 9, сигналы на отключение преобразователей отсутствуют. При возникновении неисправностей, если выходное напряжение одного иэ параллельно работающих преобразователей увеличивается, напряжение на выходных выводах 29 преобразователя также увеличивается, первый компаратор 8 реагирует на повышение |выходного напряжения, и воздействуя на ШИМ 12, приводит к уменьшению 151апряжения на выходных выводах 29. однако наличие четвертого компаратора, 23 не допускает уменьшения выХодного напряжения усилителя 1 мощности. Это объясняется тем, что четвертый компаратор 23, воздействуя на ШИМ 12 не допускает уменьшения выходного напряжения усилителя 1 мощности ниже допустимого значения. При этом сигнал, поступающий с выхода первого компаратора 8 на базу транзистора 28, отсутствует. Поскольку в этом режиме на входах второго и третьего компараторов 15 и 16 напряжение не превышает допустимого значения, на выходах второго и третьего компараторов 15 и 16 исправного преобразователя сигналы на отключение ие возникают.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖВ8ИЯ, оадержащий усилитель мсйцности, силовой трансформатор, крайние вывода вторичной обмотки которогр подсое- . динены к анодам выпрямительйых. диодов, катодаАш подключенгаос к одной обкладке конденсатора сглажи- , вающего фильтра, срецняя точка вторичной :Обмотки трёнсформатора подключена к одному выводу дросселя выходного фильтра, другой вывод которого подключен к другой обкладке коиденсатора выходного фильтра, первый измерительный элемент, входом под- ключенный к выходНшл выводам преобразователя, а выходом. - к входу первого компаратора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, вьйхрд первого компаратора соединен с первым -ВСЬС,.; « S . входом широтно-импульсного модуляГтсфа, с другим входом- которого соединен выход генератора пилооб 5азного напряжения,вход которого соедивен с выходом задающего генератора, выход широтно-импульсного модулятора подключен, к входу формирователя ймиульсов, выход которого связан с управляющими входами усилителя мощности, второй и третий компараторы, первые входаз «оторых соединены с выходом опорного источника, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения выявления неисправного преобразователя из параллельно работающих. Н стабилизированншс преобразователей, в него введены второй выпрямитель, аноды диодов которого подклгачены к крайним выводам вторичной обмотки траксформатс а, а катоды к обкладке дополнительного конденсатора, другой обкладкой подключенного к точке соеданения дросселя с конденсатором выходного фильтра, О второй измерительный элемент, подел ключенный параллельно указанному дополнительному конденсатору, четвер: тый компаратор, первый вход котороо го соединен с выходом указанного ис-г точника опорного напряжения, а вто:о рой вход - с первым выходом второго измерительного элемента, выходы четвертого и первого компараторов через, разделительные диоды подключены к nepBOfi зходу юиротно-импульсного модулятора, примем выход четвертого компаратора также связан с коллектором транзистора, эмиттер которого ;подключен к общей точке, а база чере резистор соединена с выходом первого ,бсомпаратЬра,втой:1е входы второго и третьего компараторов .соединены соот-. {ветствённо с вторым и третьим выхода-, ми второго измерит.ельного элемента.