Регулируемый источник постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 

2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения гальванической развязки входного напряжения преобразователя от выходного, в качестве узла сравнения применены две встречно-параллельно соединенные цепочки, состоящие каждая из последовательно соединенных диода и светоизлучателя оптрона, а фотоприемники оптронов выполняют роль управляемых резисторов, шунтирующих времязадающий резистор формирователей пилообразного напряжения.

3. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в качестве синхронизирующего генератора используется генератор с времязадающими RC-цепочками, которые являются формирователями пилообразного напряжения.

1. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий преобразователь напряжения, выполненный по полумостовой схеме на двух транзисторах, двух конденсаторах и силовом трансформаторе, к вторичной обмотке которого подключен выпрямитель с фильтром, узел сравнения, входы которого подключены к средним точкам двух делителей напряжения, первый из которых подключен параллельно входным зажимом, а второй- параллельно одному из конденсаторов преобразователя напряжения, согласующий блок, выходами подключенный к входам yitравления транзисторов преобразователя напряжения, и синхронизирующий генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения за счет симметрирования среднего значения времени открытого состояния транзисторов при регулировании выходного напряжения, в него введены два компаратора и два формирователя пилообразного напряжения с времязадающими RC-цепочками, резисторы которых шунтированы управляемыми резисторами, входы управления которых подключены к соответствующим выходам узла сравнения, а компараторов соединены с согласующим блоком, их первые управляющие входы соединены между собой, а вторые входы соединены с выходами фор- SS мирователей пилообразного напряжения, вхо (Л ды которых являются входами синхронизации преобразователя напряжения, к которым подключены противофазные выходы синхронизирующего генератора. СО ю 4

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах электропитания радиоаппаратуры, вычислительной техники, средств связи и т.п.

Цель изобретения - повышние качества выходного напряжения за счет симметрирования среднего значения времени открытого состояния транзисторов при регулировании выходного напряжения, обеспечение гальванической развязки входного напряжения преобразователя от выходного и упрощение устройства.

На фиг. 1-3 изображена схема регулируемого преобразователя напряжения.

Устройство содержит регулируемый преобразователь 1 напряжения, выполненный на полумостовом преобразователе напряжения на транзисторах 2 и 3, конденсаторах 4 и 5, выходном трансформаторе 6 и выходном выпрямителе и фильтром 7, входы управления которого подключены к выходу согласующего блока 8, к входам которого подключены выходы выходного блока 9, входящего в состав формирователя 10 импульсов управления инвертором, содержащего, кроме того, два формирователя 11 и

12пилообразного напряжения, выходы которых подключены к входам выходного блока 9, состоящего из двух компараторов

13и 14 напряжения, к вторым входам которых подключено управляющее напряжение 15, узел 16 сравнения, подключенный входами к выходам первого 17 и второго 18 делителей напряжения, подключенных соответственно к входным зажимам преобразователя 1 и конденсатору 5, а выходами - к входами 19 и 20 управляемых резисторов 21 и 22, подключенных параллельно резисторам 23 и 24 RC-цепочки формирователей 11 и 12 пилообразного напряжения, входы которых являются входами синхронизации преобразователя 25 и 26 напряжения, к которым подключены противофазные выходы синхронизирующего генератора 27.

Узел 16 сравнения (фиг. 2) выполнен на двух противоположно направленных цепочках, состоящих из последовательно включенных диода и светоизлучателя 28 и 29 оптрона, которые являются входами управляемых резисторов 21 и 22, выполненных на фотоприемниках тех же оптронов, а выходное устройство выполнено на двух ячейках И 30 и 31, первые входы которых подключены к входам синхронизации преробразователя, а вторые - к выходу формирователей 11 и 12 пилообразного напряжения, в которых применены управляемые времязадающие резисторы 23 и 24, к входам

управления которых прикладывается управляющее напряжение 15.

Роль формирователей 11 и 12 (фиг. 3) пилообразного напряжения выполняют времязадающие RC-цепочки синхронизирующего генератора 27, выход которых подклю0 чен к выходному блоку 9.

Схема работает следующим образом.

Под воздействием синхронизирующего

генератора 27 (фиг. 1) формирователи II

и 12 пилообразного напряжения формируют

5 на своих выходах линеаризирующее напряжение, поступающее на первые входы компараторов 13 и 14 напряжения, к вторым входам которых прикладывается управляющее напряжение 15 (Uynj,), формируемое, например, усилителем обратной связи, подключенным входами к выходу преобразователя напряжения 1 (UjHx) и опорному напряжению. На выходе компараторов 13 и 14 напряжения формируются две последовательности щиротно-модулированных импульсов, сдвинутых по фазе на 180°, которые через согласующий блок 8, выполненный, например, на двух усилителях мощности с трансформаторным выходом, поочередно отпирают транзисторы полумостового инвертора 2 и 3, прикладывая переменное напряжение к первичной обмотке силового трансформатора 6, которое преобразуется им в необходимое выходное напряжение выпрямляется и сглаживается выпряМигелем с фильтрами 7 и поступает на нагрузку.

При равенстве резисторов и емкостей RC-цепочки формирователей И и 12 пилообразного напряжения и управляемых резисторов 21 и 22, длительности импульсов управления инвертором зависят только от величины управляющего напряжения 15 и, при неизменной его величине, одинаковы, так как скорости наростания напряжения на выходе формирователей пилообразного напряжения равны между собой. При равных импульсах управления инверторов, длительность открытого состояния транзисторов 2 и 3 инвертора отличается из-за различия их частотных свойств, разброса .параметров базовых цепей и наличия цепи обратной связи.

Когда длительность открытого состояния транзистора 3 больше чем транзистора 2, то напряжение на конденсаторе 5 уменьшается, а на конденсаторе 4 увеличивается. При этом уменьшается величина напряжения на выходе делителя 18 напряжения, что приводит к увеличению напряжения на входе 19 управляемого резистора 21 и уменьшению напряжения на входе 2Т) управляемого резистора 22 и, в свою очередь, уменьшению сопротивления управляемого резистора 21 и увеличению сопротивления управляемого резистора 22.

Постоянные времени формирователей 11 и

12пилообразного напряжения изменяются, причем скорость на.ростания напряжения на формирователе 11 увеличивается, а на формирователе 12 уменьшается, что приводит к уменьшению длительности управляющих импульсов на выходе компаратора

13напряжения и увеличению длительности на выходе компаратора 14 напряжения, что обеспечивает увеличение времени открытого состояния транзистора 2 и уменьшение времени открытого состояния транзистора 3. Таким образом, среднее значение времени открытого состояния транзисторов преобразователя автоматически выравнивается путем коррекции длительности импульсов управления.

В качестве узла 16 сравнения могут быть применены две параллельные цепочки

последовательно соединенных диода и светаизлучателя оптрона 28 (29) (фиг. 2), подключенные между выходом делителя 17 напряжения и средней точкой конденсаторов 4 и 5 (частный случай, когда нижнее плечо делителя 18 напряжения равно оо, а верхнее - 0. Диоды цепочек определяют направление асимметрии, обеспечивая протекание тока через соответствующий светоизлучатель, выполняющий роль входа 19 (20) управляемого резистора-фотоприемкика 21 (22). Применение оптронов обеспечивает гальваническую развязку входного напряжения преобразователя от выходного.

г Фор.мирователь 10 импульсов управления инвертором (фиг. 2) выполнен на двух управляемых одновибраторах. В этом случае коррекция длительности импульсов управления осуществляется изменением постоянной времени формирователей 11 и

0 12 пилообразного напряжения, выполняющих роль линии задержки путем шунтирования управляемого резистора 23 и 24, на входы которых прикладывается управляющее напряжение 15, соответствующим управляемым резисторам 21 и 22, связанных с

узлом 16 сравнения.

В первом (фиг. 1) и втором (фиг. 2) случае, синхронизирующий генератор 27 с целью синхронизации, может быть подключен к входам 25 и 26 синхронизации нескольких преобразователей источника.

В одноканальном источнике постоянного напряжения (фиг. 3) роль формирователя 11 и 12 пилообразного напряжения выполняют времязадающие RC-цепочки синхронизирующего генератора 27, что значительно упрощает схему.

Предлагаемое техническое рещение позволяет обеспечить автоматическое симметрирование среднего значения открытого состояния транзисторов регулируемого полумостового инвертора путем коррекции длительности импульсов управления, что повыщает надежность устройства, исключив постоянное подмагничивание силового трансформатора, снижает уровень выходных пульсаций.