Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам электропитании. Целью изобретения является повышение надежности преобразователя. На чертеже представлена блок-схе ма преобразователя. Стабилизированный преобразовател постоянного напряжения в постоянное содержит тактовый генератор 1, выходом соединенный с тактовым входом широтно-импульсного модулятора 2 и с дифференцирующей цепью 3, выход которой подключен к управляющему входу транзисторного ключа 4., Выходы модулятора 2 соединены с управляющими входами предварительных уси лителей 5 и 6. Выход предварительного усилителя 5 подключен к первому управляющему входу, а выход пред варительного усилителя 6 - к второму управляющему входу усилителя 7 мощности, содержащего выходной трансформатор 8, одна из вторичных обмоток которого подключена к входу выпрямителя 9 с фильтром. Общий вывод вспомогательного источника 10 питания подключен к тактовому генератору 1, широтно-импульсному модулятору 2 и к предварительным усилителям 5 и 6. Потенциальный вывод вспомогательного источника 10 питания соединен с питающими выводами генератора 1 и модулятора 2 и с силовым входом транзисторного ключа 4 Выход последнего через диод 11 соединен с питающим выводом предварительного усилителя 5, а через диод 12 - с питающим выводом предварительного усилителя 6. Один вывод од ной из вторичных обмоток трансформа тора 8 через диод 13 соединен с питающим выводом предварительн ого усилителя 5, а другой вывод обмотки трансформатора 8 через диод 14 - с питающим вьшодом предварител ного усилителя 6. Средняя точка ука занной обмотки трансформатора 8 под .ключена к общему выводу вспомогательного источника питания. Устройство работает следующим об разом. Импульсы тактового генератора 1, обозначающие начало каждого полупериода выходного напряжения усилителя 7 мощности, подаются на тактовый вход широтно-импульсного модулятора 2 и вход дифференцирующей 22 цепи 3. Модулятор 2 в момент появления каждого импульса тактового генератора 1 начинает вырабатывать аа одном из своих выходов импульс определенной длительности. Выходные импульсы модулятора 2 попеременно поступают на управляющие входы предварительных усилителей 5 и 6. Выходное напряжение источника 10 питания постоянно поступает на питающие входы тактового генератора 1 и модулятора 2, В начале каждого полупериода импульс тактового генератора 1 через дифференцирующую цепь 3 поступает на управляющий вход транзисторного ключа 4, который открывается на время, определенное параметрами диффepeнциpsющeй цепи 3. В момент начала каждого импульса тактового генератора 1 на питающие выводы предварительных усилителей 5 и 6 поступает напряжение с выхода источника 10 питания через транзисторный ключ 4 и диоды 11 и 12, поэтому импульс модулятора 2, поступающий на управляющий вход одного из предварительных усилителей 5 или 6, усиливается и поступает на усилитель 7 мощности. После прихода переднего фронта импульса модулятора 2 на усилитель 7 мощности проходит определенное время, необходимое для открывания мощных ключевых транзисторов усилителя 7 мощности, после чего на его выходе появляется передний фронт выходного импульса положительной или отрицательной полярности. Параметры дифференцирующей цепи 3 выбраны .таким образом, что транзисторный ключ 4 оказывается открытым в течение времени, несколько большего времени, необходимого для открывания транзисторов усилителя 7 мощности. Выходные импульсы последнего поступают на вход выпрямителя 9 с фильтром. Когда транзисторнь1й ключ 4 закрывается, то на питающие выводы одного из предварительный усилителей 5 или 6 через диоды 13 или 14 поступает напряжение с одной из половин вторичной обмотки выходного трансформатора 8 усилителя 7 мощности. Вторичная обмотка выходного трансформатора 8, подключенная к питающим выводам предварительных .усилителей 5 и 6 через диоды 13 и 14, Сфазирована таким образом, что з полупериод, когда работает предвари- , тельный усилитель 5, положительное напряжение (относительно средней точки) появляется на том ее выводе, который через диод 13 подключен к питающему вьшоду усилителя 5 и таки образом получает питание до окончания импульса модулятора 2, а в следующий полупериод, когда работает предварительный усилитель 6, положи тельное напряжение появляется на вы воде, который через диод 14 подключен к питающему выводу усилителя 6, обеспечивая питание его до оконча1ния импульса модулятора 2. Диоды 11 и 12 развязывают питающие цепи пред ;варительных усилителей 5 и 6 при пи тании их от вторичной обмотки выход ного трансформатора 8. При возникновении перегрузки уменьшается выходное напряжение усилителя 7 мощности, что обозначает уменьшение напряжения питания предварительных усилителей 5 и 6, поступающего поочередно через диоды 13 или 14, Вследствие этого уменьшается выходное напряжение предварительных усилителей 5 или 6, что приводит к уменьшению базового .тока транзисторов усилителя 7 и к еще большему падению выходного напр жения усилителя 7 мощности, а это , вызывает новое падение напряжения п танин предварительных усилителей 5 или 6, и т.д. Этот процесс проходит лавинообразно. Транзисторы усилителя 7 мощности закрываются со скорос тью, определяемой быстродействием элементов Усилителя 7.мощности, дио дов 13 и 14 и предварительных усили телей 5 и 6. В случае короткого замыкания напряжение на выходе усилителя 7 мощности, а значит и на питающих выводах работающего предварительного 824 усилителя 5 и 6, падает-до нуля, выходное напряжение работающего предварительного усилителя 5 или 6 исчезает, поэтому работа преобразователя прекращается практически мгновенно. Если перегрузка или короткое замыкание не прекращается, то транзисторы усилителя 7. мощности открываются только в начале каждого тактового импульса на время открытого состояния транзисторного ключа 4, определяемое параметрами дифференцирующей цепи 3. Скважность импульсов при этом большая и средний ток через транзисторы усилителя 7 мощности значительно меньше предельно допустимого, поэтому длительность аварийного режима не ограничивается. С устранением перегрузки или короткого замыкания преобразователь начинает работать при появлении ближайшего импульса тактового генератора 1. Если на обоих выходах модулятора 2 в силу различных причин, например из-за помехи, возникают одновременно управляющие сигналы в начале полупериода, когда открыт транзисторный ключ 4, и оба предварительных усили;теля 5 и 6 одновременно получают питание от низковольтного источника 10, то возможно появление сквозного тока в усилителе 7 мощности. Но благодаря достаточно большой скважности импульсов транзисторного ключа 4 средний ток через транзисторы усилителя 7 мощности значительно меньше предельно допустимого, что не приводит к выходу их из строя, в этом случае напряжение на вторичной обмотке трансформатора 8 не появится, предварительные усилители не получат питания после закрьшания транзисторного ключа 4 и транзисторы усилителя 7 мощности закроются.

+

Uibix

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий тактовый генератор, выходом соединенный с входом широтно-импульсного модулятора, выходы которого подключены к управляющим входам двух предусилителей, выходами соединенных с управляющими входами усилителя мощности, вторичная обмотка выходного трансформатора которого подключена к выпрямителю с фильтром, вспомогательный источник питанияj имеющий общий вывод и потенциальный, подключенный к питающим выводам тактового генератора, широтно-импульсного модулятора и к силовому входу транзисторного ключа, управляющий вход которого через диф-. ференцирующую цепь подключен к выходу тактового генератора, а выход связан с питающими выводами предуси; лителей, а также дополнительную вто: ричную обмотку выходного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены две пары диодов, при этом связь выхода транзисторного ключа с питающими вы(О водами предусилителей осуществле(Л на через одну пару диодов, а другая с пара диодов соединяет выводы дополнительной вторичной обмотки также с питающими вьшодами предусштителей, причем указанная обмотка имеет среднюю точку, подключенную к общему вьгооду вспомогательного источника 00 питания.