Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M3/337 

:-г-9-о -Вхоа к ,f .-.--«1-.--- ,. ii wi

со

00 , 11-j I «

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения перегрузки силйвых транзисторов при коротком замыкании на выходе преобразователя

На чертеже-приведена электрическая схема преобразователя постоянногонапряжения в постоянное, -;сп-бг а-,зователь содержит задаю-.4 е : , iTfjo 1, регулятор 2 базсгых токоз силовых транзисторов, усилитель 3 мощности, выпрямители 4 и 5, силовой фильтр 6, дополнительный фильтр 7, широтно-импуль иый модулятор 8, дифференциальньй усилитель 9, транзисторный регулятор 10, блок 11 компараторов, первый 12 и второй 13 ключи.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении к источнику питания преобразователь переводится в динамический режим работы. Прямоугольные импульсы типа меандр с задающего генератора 1 поступают в регулирующий элемент 2 и широтно-импульсный модулятор 8, Широтно-импульсный модулятор 8 и последовательно соединенньй с ним второ ключ 13 образуют обратную связь по напряжению. Цепь, состоящая из регулятора 2, вьтрямителя 5, фильтра

7и дифференциального усилителя 9, обеспечивает дополнительную регулировку амплитуды управляющих импульсов транзисторов усилителя мощности.

Б исходном состоянии, когда величина сопротивления нагрузки больше или равна номинальному значению, напряжение на выходе дополнительного фильтра 7 имеет значение, при котором поддерживается в открытом состоянии транзисторньй регулятор 10, а блок 11 компараторов формирует сигналы, согласно которым второй ключ 13 закрыт, а первый ключ 12 открыт. Вход модулятор

8подключен через открытый первый ключ 12 к выходным вьшодам. Таким образом осуществляется стабилизаци напряжения на нагрузке. При этом полностью обеспечиваются необходимые режимы работы элементов и узлов основной части преобразователя, определяющие максимальньй КПД по всему диапазону изменения выходной мощности в заданных (расчетных) пределах. В случае уменьшения сопротивления нагрузки от номинального значения увеличивается напряжение на выходе дополнительного фильтра 7, которое .одновременно подзапирает транзисторньй регулятор 10, а через дифференциальньй усилитель 9, блок 11 компараторов запирает первьй ключ 12 и отпирает второй ключ 13. Последний соединяет вход модулятора 8 с вьгходом силового фильтра 6, благодаря чему отрицательная обратная связь осуществляется с выхода силового фильтра ,6, В результате этого

0 стабилизация осуществляется на выходе силового фильтра 6, а выходное напряжение уменьшается, причем в- цепи нагрузки устанавливается заданная (максимальная ) величина тока, определяемая напряжением на выходе силового фильтра 6 и суммой сопротивления транзисторного регулятора 10 нагрузки. Дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки вплоть .до нуля приводит к увеличению напряжения на выходе дополнительного фильтра 7 из-за влияния внутреннего сопротивления узлов 4,5,6 и, следовательно, к еще большему запиранию транзисторного регулятора 10 и уменьшению до нуля напряжения на

выходных вьщодах

I- . , . . При увеличении сопротивления на-т

грузки от нуля до номинального значения происходит уменьшение напряжения на выходе дополнительного фильтра 7, отпирание транзисторного регулятора 10, первого ключа 12, запирание второго ключа 13, подключение тем самым широтно-импульсного модулятора 8 к выходным выводам преобразователя. При этом выходное напряжение становится равным номинальному значению.

Применение предлагаемого преобразователя, в котором обеспечивается высокая надежность и устойчивость к широкому изменению диапазона сопротивления нагрузки, позволяет сократить затраты на разработку различных типов стабилизированных конверторов с применяемыми в них специальными устройствами, гарантируюими их высокую надежность в экстре альных режимах и независимо от вида и характера нагрузки в цепях потребителей электроэнергии, а также на обслуживание и профилактику серийно выпускаемых конверторов, установленных на различных объектах местах эксплуатации.

Введение дополнительных элементов в предлагаемое устройство практически не оказьшает влияния на основные электрические параметры, при этом энергетическиеи массогабаритные характеристики не ухудшаются.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий задающий генератор, регулируемый усилитель мощности, к вторичной обмотке трансформатора которого подключены выпрямитель и силовой фильтр, выход которого подсоединен к Первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого со201978.

единен через дополнительный фильтр и выпрямитель с дополнительной обмоткой трансформатора усилителя мощности, а вькод - с входом управления регулятора базовых токов силовых транзисторов, широтно-импульсный модулятор, выход которого подключен к входу управления усилителя мощности, отличающий10 с я тем, что, с целью повьшения надёжности путем уменьшения перегрузки силовых.транзисторов при коротком замыкании на выходе преобразователя, в него введены транзистор 5 ный регулятор,- блок компараторов и два ключа, причем вход транзис- .

торного регулятора подключен к выходу силового фильтра, вход управления подсоединен к выходу дополнительного фильтра, а выход соединен через первый ключ с входом широтноимпульсного модулятора, соединенного через второй, ключ с выходом силового фильтра, при этом входы

25 управления двух ключей соедин ены через блок компараторов с выходом. дифференциального усилителя.

Изобретение позволяет повысить надежность путем уменьшения пере- грузки силовых транзисторов при ко-, ротком замыкании на выходе преобразователя постоянного напряжения в постоянное за счет того, что вход . транзисторного регулятора 1.0 подключен к выходу силового фильтра 6, вход управления подсоединен к выходу дополнительного фильтра 7, а выход соединен через ключ 12 с входом широтно-импульсного модулятора 8, соединенного через ключ 13. с выходом силового фильтра 6. Входы ключей 12, 13 соединены через блок 11 компараторов с выходом дифференциального усилителя 9. Это.дает . возможность при уменьшении или увеличении сопротивления нагрузки соответственно закрыть или открыть транзисторный регулятор 10, что позволит получить выходное напря(Л жение, уменьшенное до нуля или равное номинальному значению. 1 ил.