Регулируемый преобразователь напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

позволяют построить цепь обратной связи через силовой трансформатор с регулированием коэффициента запол нения импульсов в каждом периоде. Это позволяет создать регулируемый

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в блоках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения улучшение мае- согабаритных характеристик устройст ва.

На фиг, 1 представлена электрическая схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, где а напря жение на выходе тактового генератора , б - напряжение на первом и втором входах порогового узла , в - напряже- цие на дросселе; г напряжение на входе фильтра.

Регулируемый преобразователь на-- пряжения содержит конвертор 1 , состо ящий из силового транзистора 2, силового трансформатора 3, выпрямителя 4, фильтра 5, пороговый узел 6, состоящий из операционного, усилителя 7, нагруженного через резистор 8 на базу выходного транзистора 9, в цепи эмиттера которого включен резистор 10, первый 11 и второй 12 входы порогового узла 6 соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим вхо дами операционного усилителя 7.

Первый вход J1 порогового узла 6 подключен к делителю 13 обратной связи, подсоединенному к выходным выводам устройства и резистору 10, второй вход 12 - к генератору 14 пилообразного напряжения и источнику 15 опорного напряжения, состоящему из опорного стабилитрона 16 с подключенными к нему резистором 7, .ограничивающим выходной ток от источника ЕI, и выходным резистором 18.

Выходной транзистор 9 порогового узла 6 коллектором подключен к параллельно соединенным цепочке из перво- го дополнительного резистора 19 и первичной обмотки 20 обратной связи, дросселя 21 и цепочке из двух конденсаторов 22 и 23, причем общая точка

1220074

преобразователь напряжения с гапьвавходом

нически развязанным входом и выходом без применения специальных злвментов гальванической развязки. 2 ил.

конденсаторов 22 и 23 соединена с эмиттером выходного транзистора 9. Вторичная обмотка 24 обратной связи одним выходом, через выпрямитель 25

с фильтром 26 и делитель из резисторов 27 и 28, а другим выводом через дополнительный транзистор 29 соединена с входом транзистора 30, выход которого подключен к управляющему вхо-

ду тактового генератора 31. Выход тактового генератора 31 через второй дополнительный резистор 32 подключен к зходу дополнительного транзистора 29 и через третий дополнительный резистор 33 - к управляющему входу конвертора 1 .

Тактовый генератор 31 состоит из операционного усилителя 34, инвертирующий вход которого подключен к делителю 35, соединенному через диод 36 с выходом операционного усилителя 34 и выходом тактового генератора, а неинвертирующий вход соединен с делителем 37, подключенным через конденсатор 38 к выходу операционного усилителя 34 и через резистор 39 - с управляющим входом, который через резистор 40 соединен с источником Е2. (Источником напряжения Е1 может служить выходное напряжение устройства, а Е2 - входное напряжение).

Генератор 14 пилообразного напряжения может быть вьшолнен по известным схемам.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме работы на первый вход 11 порогового узла 6 подается напряжение обратной связи

(фиг. 26), снимаемое с делителя 13, а йа второй вход 12 - сумма напряжений источника 15 опорного напряжения и генератора 14 пилообразного напряжения. В пороговом узле 6 происходит сравнение этих напряжений (фиг. 2S) и в течение времени, когда

+ и.

и,

где Upi - напряжение опорного генератора; пил амплитуда пилообразного

напряжения;

Ugj. - напряжение обратной связи, на выходе операционного усилителя 7 появляется отрицательное напряжение, выходной транзистор 9 открывается, и в контуре, состоящем из дросселя 21 и конденсаторов 22 и 23, возникают высокочастотные колебания (фиг, 2&).

работа остальной части устройства рассматривается в двух этапах.

Иа первом этапе (, фиг. 2) - этапе формирования конвертором паузы, тактовый генератор в течение времени перезаряда конденсатора 38 формирует отрицательное напряжение (фиг. 2а), которым транзистор 2 конвертора 1 закрывается, а дополнительный транзистор 29 открывается. Импульсы обратной связи с дросселя 21 (фиг. 3fi) через первичную 20 и вторичную 24 обмотки обратной связи поступают на выпрямитель 25 (фиг. 2 г} с фильтром 26, где вьтрямляется (пунктирная линия на фиг. 2г) и посту пают через токоограничивающий резистор 27 на вход транзистора 30. Последний, изменяя напряжение на неин- вертирующем входе операционного усилителя 34 тактового генератора 3, меняет время перезаряда конденсатора 38, изменяя таким образом длину паузы и, соответственно, коэффициент заполнения импульсов конвертора 1 до значения, обеспечивающего стабилизацию выходного напряжения преобразователя.

На втором этапе (, фиг. 2) - этапе формирования конвертором 1 импульса тактовый генератор 31 по окончании перезаряда конденсатора 38 формирует положительный импульс, длительность которого определяется емкостью конденсатора 38 и сопротивлением потенциометра. Этот положительный импульс закрывает дополнительный транзистор 29 с целью защиты выпрямителя 25 и транзистора 30 от мощных импульсов в трансформаторе 3 (фиг. 2г) и открывает транзистор 2 конвертора 1.

Выпрямитель 4 конвертора 1 открывается, входное сопротивление фильтра 5 невелико, поэтому все напряжение импульсов обратной связи ладает на дополнительном резисторе 19, не

влияя на величину пульсаций преобразователя. Наличие в фильтре 5 индуктивности дополнительно гарантирует непрохождение на выход высокочастот- 5 ных импульсов обратной связи.

Таким образом, построение цепи обратной связи через силовой трансформатор с регулированием коэффициен та заполнения импульсов в каждом пе- 0 риоде позволяет создать регулируемый преобразователь напряжения с гальванически развязанным входом и выходом без применения специальных элементов гальванической развязки.

5

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь напряжения, содержащий транзистор, с

0 силовым трансформатором, пороговый узел, один вход которого соединен с делителем напряжения обратной связи, подсоединенным к выходным выводам, другой - с источником опорного на

5 пряжения и генератором пилообразного напряжения, а выходной транзистор порогового узла коллектором соединен с дросселем, параллельно которому подсоединена цепочка из двух последо0 вательно соединенных конденсаторов, эмиттером общей точкой этих конденсаторов и через резистор - с одним из выходных выводов, первый транзис- тор, база которого соединена с выпрямителем и фильтром, коллектор соединен с управляющим входом тактового генератора, а эмиттер - с одним из входных выводов, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик, в него введены дополнительные второй транзистор, первь й, второй и третий резисторы, а силовой трансформатор конвертора снабжен первичной и вторичной обмотками обратной связи, при этом первичная обмотка обратной связи подсоединена через первый дополнительный резистор параллельно дросселю, вторичная обмотка обратной связи одним выводом подсоединена к входу выпрямителя, другим выводом г- к коллектору второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, а база через второй дополнительный -резистор с выходом тактового генератора, подсоединенного через третий дололнительньш резистор к управляющем входу конвертора.

5

Изобретение позволяет улучшить массогабаритные характеристики регу- , лируемого преобразователя напряже НИИ. Это достигается тем, что в Схе- му введены транзистор 29 и резисторы 19, 32, 33. При этом силовой трансформатор 3 конвертора снабжен первичной. 20 и вторичной 24 обмотками обратной связи. Сигнал, вырабатываемый цепьй обратной связи, выполненной на пороговом узле 6, делителе 13, источнике опорного напряжения 15 и генераторе 14 пилообразного напряжения, подается на обмотку 20. Введенные элементы (Л StHod IND to

Составитель С, Зоткин Гунько Техред В.Кадар Корректор Л. Патай

Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий И3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4