Ключевой стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к, электротехнике, в частности, стабилизаторам остоянного напряжения, и может приеняться в системах питания вычислительных и автоматических устройств.

Целью изобретения является повышение надежности работы стабилизатора и его удельной выходной мощности.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема ключевого стабилизатора постоянного напряжения.

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения содержит низкочастотный ыпрямитель с фильтром 1, соединенный входом с входными выводами 2 стабилизатора, а выходом - с ключевым преобразователем 3, управляющие входы оторого подключены к выходам предварительного усилителя 4 мощности, а выходы - к первичной обмотке 5 выходного трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого через высокочастотный выпрямитель с фильтром 8 соединена с выходными выводами 9, к которым входом подключен усилитель 10 рассогласования, выходом подключенный к входу узла 11 формирования дискретных управлянидих импульсов, другой вход которого соединен с генератором 12 тактовых импульсов, а выход подключен к первым входам элементов И 13 и 14, вторые входы которых соединены с выходами генератора 12 тактовых импульсов, а вьпсоды - с входами предварительного усилителя 4 мощности. Устройство содержит также введенные, в выходной трансформатор 6 обмотки 15 и 16, подключенные через линии 17 и 18 задержки, и введенные элементы НЕ 19 и 20 - к третьим входам эле- ментов И 13 и 14.

Элементы НЕ 19 и 20 выгоняют логическую операцию инверсии и одновременно операцию форЬ;ирования импульсов.

Генератор 12 тактовых импульсов обеспечивает тактирование управляющих импульсов и их поканальное распределение.

Линии 17 и 18 задержки осуществяют задержку запрещающих импульсов дополнительных обмоток 15 и 16 а время спада коллекторного тока силовых трансформаторов.

Стабилизатор работает следукмцим бразом.

Напряжение сети, поступающее на низкочастотный выпрямитель с фильтром 1, выпрямляет и поступает на ключевой преобразователь 3, который

преобразует его в высокочастотные импульсы напряжения. Высокочастотные (силовые) импульсы с ключевого преобразователя 3 через выходной трансформатор 6 (обмотка 7) поступают на

высокочастотньй выпрямитель с фильтром 8 и преобразуются в постоянное напряжение, поступающее на выход стабилизатора и на вход усилителя 10 рассогласования. Изменения выходного

напряжения относительно заданного уровня с выхода стабилизатора поступают на вход усилителя 10 расстогла- сования, усиливаются и поступают на вход узла 11 формирования дискретных управляющих импульсов, на другой вход которой поступают сигналы от генератора 12 тактовых импульсов. Узел формирования дискретных управляющих импульсов может быть

построен как по схеме ШИМ, так и по схеме РИМ. При построении схемы 11 формирования дискретных управляющих импульсов по схеме ШИМ он вырабатывает модулированные по длительности

импульсы, а при построении его на схеме РИМ он выдает модулированные по длительности пачки импульсов, управляющие ключевым преобразователем 3, при этом выдача очередного управляющего импульса , на вход ключевого преобразователя 3 задерживается до тех пор, пока на выходе ключевого преобразователя 3 не закончатся все переход- ные процессы, связанные со спадом коллекторного тока другого плеча. Это достигается тем, что в выходной трансформатор 6 дополнительно введены две обмотки 15 и 16, которые через

линии 17 и 18 задержки и элементы НЕ 19 и 20 запрещают прохождение очередного управляющего импульса с выхода узла 11 формирования дискретных импульсов на вход ключевого преобразователя 3 до тех пор, пока не закончится переходной процесс выключения очередного транзистора ключевого преобразователя 3, связанный с действием предыдущего управляющего импульса. До тех пор, пока силовой транзистор в одном из плеч ключевого преобразователя 3 не начнет закрываться, не изменится направление магнитного потока в

31

трансформаторе 6 и, следовательно, на другое плечо не будут поступать управляющие импульсы, так как в это время с выхода обмоток 15 и 16 через линии задержки и элементы НЕ будут поступать запрещающие импульсы.

Такое построение схемы стабилизатора, позволяет существенно уменьшить возможность появления токов перекрытия и использовать практически всю длительность рабочего импульса за исключением времени, связанного с задержкой включения элементов, например временем включения силовых транзисторов ключевого преобразователя 3, которым можно пренебречь и которое является полезным, так как вносит дополнительную гарантию того, что переходной процесс, связанньй с выключением другого плеча, закончится полностью.

Появление токов перекрытия при таком схемном построении исключается, так как к моменту открытия одного плеча ключевого преобразователя 3 второе должно быть полностью закрыто. Такое построение защищает преобразователь от токов перекрытия

если задержка, вносимая силовыми

06758

транзисторами .и элементами управления , н е превьшает одного-двух периодов работы ключевого преобразователя, что на много превышает время

5 защиты гарантированной паузой. За- держки, длительность которых может существенно превыщать время гарантированной паузы, возможны при изменениях температуры и различных .поверхQ ностных эффектах. Одним из таких

эффектов является эффект засыпания, когда задний фронт импульса может затягиваться до нескольких сотен микросекунд.

15 Данное решение позволяет наиболее полно использовать всю длительность рабочего импульса, так как начало следующего силового импульса может начинаться непосредственно после

20 окончания предыдущего импульса

(задержка на время спада незначительна и не превьш ает 1-2 мкс) .

Устранение токов перекрытия способствует повьщ1ению надежности рабо25 ты ключевых транзисторов стабилизатора напряжения, а более полное использование длительности рабочего импульса - увеличению удельной выходной мощности на единицу объема.

V

0-1

2

20

18

17

--0

js:

12

j 1

75

/4

11

10

Состайитель A. Колоколкин Редактор В. Иванова Техред А.БабинеЦ;, Корректор С. Шекмар

Заказ 8711/49

Тираж 837

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное