Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задакяций генератор, генератор пилообразного напряжения, компаратор, усилитель мощности, выпрямитель, фильтр, цепь обратной связи, делитель частоты, два селектора, блок запуска, логический элемент, , ИЛИ и нуль-орган, вход которого подг соединен к выводу для подключения нагрузки и дополнительно введенному источнику эталонного напряжения, а выход - к одному входу логического элемента ИЛИ, выходом соединенного с третьими входами селекторов, причем другой вход логического элемен-та ИЛИ соединен с выходом блока за-; пуска l3 С2 3.:

В известном преобразователе при любых кратковременных перегрузках и коротких алшканиях происходит отключение преобразователя , длящееся до нового включения первичного источника,

Недостатком данного преобразователя гЯвляется невозможность его включения после устранения перегрузки или короткого замыкания без выключения первичного источника.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий подключенный к входным выводам устройства усилитель мощности, выход которого соединен через выпрямитель и ЦС-фильтр с выходными выводами устройства, подсоединенными к входу управления широтно-импульсного модулятора, противофазные выходи которого подключены к первым входciM двух селекторов, вторые входы которых подсоединены к выходу тактового генератора и к входу широтно-импульсного модулятора, а вы- , ходы - к соответствукяцим входам управления усилителя мощности, а также компаратор, и третий селектор, вход которого подключен к выходу логического инвертора, при этом параллельно вьЬсоду третьего селектора подключен конденсатор . Недостаток известного устройства заключает5:я в низкой надежности вследствие перегрузки транзисторов преобразователя в режиме короткого .замыкания в нагрузке.

Цель изобретения - повьипение надежности стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное путем уменьшения перегрузки транзисторов в сежиме короткого замыкания.

Для достижения поставленной цели в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем подключенный к входным выводам устройства усилитель мощное ти, выход которого соединен через выпрямитель и ЦС-фильтр с выходными выводами устройства, подсоединенными к входу управления широтно-импульсного модулятора, противофазные

выходы которого подсоединены к первым входам двух селекторов, вторые входа которых подсоединены к выходу тактового генератора и к входу широтно-импульсного модулятора, а выходы - к соответствуюишм входам управления усилителя кющности, а также компаратор и третий селектор, первый вход которого подключен к выходу логического инверто|ра, при

этом параллельно выходу третьего селектора подключен конденсатор, согласно изобретению, вход компаратора подключен к выходу выпрямителя, а выход - к входу логического инвертора, причем выход третьего селектгора подключен к третьим входам Двух селекторов.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства на фиг. 2 - временные диаграммы.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит усилитель 1 мощности, выпрямитель 2, ЦС-фильтр 3, широтно-импульсный модулятор 4, противофазньле выхода которого подсоединены к первым входам двух селекторов 5 и 6, тактовый генератор 7, а также компаратор 8, логический инвер тор 9 и третий селектор 10, парал0 лельно выходу которого подключен конденсатор 11.

На фиг.2 принято схематическое j изображение : 12 - импульсов такто- вого генератора 7; 13 - импульсов напряжения широтно-импульсного модулятора 4 на выходе селектора 5; 14 - импульсов напряжения широтноимпульсного 1 юдулятора 4 на выходе селектора б; 15 - импульсов напря0 жения на конденсаторе llj 16 - импульсов напряжения на выходе выпрямителя 2; 17 - импульсов напряжения на выходе логического инвертора 9. Кроме ого, на фиг, 2 обозначе

5 но: t- время работы преобразователя ; ьюмент окончания отрицательного импульса 12 тактовогр генератора 7; t2 - момент появления импульсов 16 напряжения на выходе вш1

0 рямителя 2; ,э момент окончания . импульсов 13 или импульсов 14 широта

но-и в1ульсного мЬдулятора 4} t4момент достижения икэтульсами 15 на конденсаторе 11 уровня логичес«1 кого нуля при нормальной работе; tj - момент возникновения перегрузки} t - момент.достижения импульсами 15 на конденсаторе 11 уровня логического нуля при появлении перегрузки } i-i - момент окончания сигнала на выходе выпрямителя 2 при срабатывании защиты; момен падения импульсов 15 на конденсаторе 11 до уровня логического нуля в начале полупериода работы генератора 7 при длящейся перегрузке; tj момент окончания перегрузки; 4t время прохождения сигнала с входа селектора 5 или селектора б на выход выпрямителя 2; At - время прохождения сигнала с выхода селектора 5 или селектора 6 на выход вьтрями,теля 2 при срабатывании защиты. Устройство работает следукяцим образом. Отрицательные импульсы 12 тактового генератора 7 подаются .на вход широтно-импульсного модулятора 4, на вторые входы селекторов 5 и б и на первый вход третьего селектора 10. Широтно-импульсный модулятор 4 попеременно подает свои входные, импульсы 13 на первый вход селектора 5и импульсы 14 на первый вход селектора б, В течение каждого отрица тельного импульса 12 селекторы 5 и 6закрыты и напряжение 16 на выходе выпрямителя 2 равно 0. Так как вход компаратора 8 соединен с выходом выпрямителя 2, напряжение на которо равно О, то на выходе компаратора 8 имеется сигнал логического нуля, а так как выход компаратора 8 соединен с входом логического инвертора 9, то на выходе последнего присутствует сигнал логической единицы, поднимаемый на второй вход третьего селектора,, На первом входе третьего селектора 10 в это время присутствует сигнал логического нуля, т.е. отрицательный импульс 12 генератора, поэтому на выходе третьего селектора 10 имеется напряжение логической единицы, поступающее на третьи входы селекторов 5 и б, и одновременно заряжающее конденсатор 11. В момент t окончания отрицательного импульса 12 на вторых входах селекторов 5 и 6 появляется сигнал логической единицы. Сигнал логической единицы поступает также на. первый- вход третьего селектора 10. Для прохождения сигнала с входа селекторов 5 и 6 через селекторы, усилитель 1 мощности и вьшрямитель 2 необходимо определенное время t, обусловленное инерционностью мощных /транзисторов и диодов, поэтому в течение этого врекюни после момента t окончания отрицательного импульса 12 на выходе выпрямителя 2 все еще. имеется сигнал логического нуля, на выходе компаратора В - также сигнал логического нуля, а на выходе логического инвертора 9 - сигнал логической единицы, имеющейся и на втором входе третьего селектора 10. 8момент t на выходе третьего селектора 10 формируется отрицательный перепад .напряжения и конденсатор 11 начинает разряжаться через его низкое ВЕЯХодное сопротивление. До тех пор, пока напряжение 15 на конденса-. торе 11 не достигнет уровня логического нуля, селекторы 5 и б открыты, так как и на вторых, и на третьих их входах имеются сигналы логической единицы. Прежде., чем напряжение на конденсаторе 11 достигает уровня логичес- . кого нуля, сигналы 13 или 14 широтноимпульсного модулятора 4 успевают пройти на выходе выпрямителя 2 к моменту t . При отсутствии перегрузок напряжение на выходе выпрямителя выше порога срабатывания компаратора 8, поэтому на его выходе появляется сигнсш логической единицы, а- на выходе логического инвертора 9- сигнал логического нуля, поступающий на второй вход третьего селектора fo.B момент на выходе третьего селектора 10 формируется положительный перепад напряжений и .конденсатор 11 начинает вновь/эаряжать я до уровня логической единицы. Таким образом, в нормальном режиме сигнал с одного из выходов широтноимпульсного модулятора 4 беспрепятственно проходит на выход выпрямителя 2, ЕСЛИ момент -t окончания сигнала 13 или 14 широтно-импульсного модулятора 4 наступает раньше появления следующего отрицательного сигнала 12 тактового генератора 7, то падение напряжения 16 на выходе выпрямителя 2 вызывает появление сигнал а логической единицы на втором входе третьего селектора 10, формирования отрицательного перепада напряжения 15 на его выходе, и в момент -fc разряд конденсатора 11 до уровня логического нуля. С приходом следукидего отрицательного сигнала 12 прохождение сигналов повторяется в вышеописанной последовательности, В момент времени 15 возникновения перегрузки или короткого эамлкания напряжение 16 на выходе выпрямителя 2 становится ниже порога срабатывания компаратора 8, на выходе которого появляется сигнал логического нуля, а на выходе логического инвертора 8 - сигнал логической единицы, поступающий на второй вход

третьего селектора 10.-Так как и на первом входе третьего селектора 10 присутствует сигнал логической единицы, поступивший с генератора 7, т конденсатор J.1 начинает разряжаться через низкое выходное сопротивление третьего селектора 10 В момент времени -t напряжение на конденсаторе 11 достигает уровня логического нуля и селекторы 5 и 6 закрываются, выключив усилитель мощности. Спустя время & 2 необходимое для закрывания Мощных транзисторов и диодов усилителя 1Ж)щности 1 и выпрямителя 2, напряжение на выходе выпрямителя 2 исчезает окончательно в момент времени t .

До момента: времени ig устранени перегрузки или короткого замыкания в течение каждого отрицательного сигнала 12 генератора 7 конденсатор 11 заряжается выиеописанным способом. С окончанием очередного импульса генератора 7 конденсатор 11 начинает разряжаться через низкое выходное сопротивление переключившегося в положение логического нуля, третьего селектора 10. В течение времени, необходимого для достижения напряжением на конденсаторе 11 уровня логического .нуля, селекторы 5 и 6 отк1ялты и включен усилитель 1 мощности, поэтому на выходе выпрямителя может появиться некоторое

напряжение. Если напряжение на выходе выпрямителя 2 оказывается ниже порога срабатывания компаратора 8, то конденсатор продолжает разряжаться до уровня логического нуля и в 5 момент времени tg достижения нгтряжения 15 уровня логического нуля селекторы 5 и б закрываются.

После устранения перегрузки или короткого за1 0:1кания в конце ближай0 шего отрицательного импульса 12

работа преобразователя возобновляется.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает повышение нгодежности 5 работы ПРИ запуске, перегрузках и коротких замыканиях,

В предлагаемом преобразователе в качестве усилителя 1 мощности может быть использован любой двухтактный 0 инвертор. В случае применения емкостногчэ фильтра для исключения влияния фильтра 3 на работу компаратора 8 на входе фильтра можно включить рязвязывакяций дифх.

В качестве третьего селектора 10 может быть применено любое логическое устройство. При применении логических интегральных схем, включение Конденсаторов непосредственно на выходе которых недопустимо, конденсатор 11 может быть включен через ограничительный резистор.

ХП

-к

10

фи8.2