Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных конверторах, вторичных источниках питания, ключевых . усилителях сигналов, низкой частоты и

т.п.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его-работу..

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) содер жит широтно-импульсный модулятор 1, первый узел 2 совпадения, двухтактны ключевой усилитель 3, выходной трансформатор 4, счетньй триггер 5, дифференцирующий узел 6, релейный узел 7, сумматор 8, интегратор 9, второй узел 10 совпадения.

На диаграмме 2.1 (фиг.2) приведены модулирующие U и опорное U напряжения , на диаграмме 2,2- выход- ной сигнал ШИМ; на диаграмме 2.3 - напряжение на выходе дифференцирующего узла 6; на диаграмме 2.4 - напряжение на выходе двухтактного .ключевого усилителя 3; на диаграмме 2.5 - напряжение на выходе интегратора 9 (пунктиром показаны пороги

переключения репейного узла 7/ ; на диаграмме 2.6 - напряжение на выходе релейного узла 7.

Широтно-импульсный модулятор 1. может, в частности, содержать последовательно соединенные генератор напряжения типа, меандр, интегратор, компаратор, на второй вход которого подается модулирующий сигнал, выход компаратора является выходом широтно импульсного модулятора, а выход генератора напряжения типа меандр может быть выходом синхрон изации ПШМ.

Узлы 2 и 10 совпадения могут быть построены на основе схем И, причем в- узле 2 совпадения у элемента И оди вход должен быть инверсным. Двухтактный ключевой усилитель 3 может быть со средней точкой трансформатора, мостовой или по лу МО, с то во и. Интегратор 9 имеет два входа - прямой и инверсный - и может, быть выполнен на базе операционного усилителя, причем его входы могут быть соединены как с (первичной обмоткой трансформатора 4, .так и с его дополнительной обмоткой.

Сумматор 3 может быть резистивным. Релейньд уз ел-7 может быть выполнен либо на основе триггера Шмитта, либо на основе операционного усилителя (например, компаратора) с положительной обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал (фиг.2,2) с выхода ПШМ поступает на один из входов двухтактного ключевого усилителя 3 в зависимости от выходного напряжения релейного узла 7, имеющего гистерезис релейной характеристики 2 ди (см. фиг.2.5). При превышении выходным напряжением (фиг.2,5) порога uU ре- лейньй узел 7 включается, а при его уменьшении ниже uU релейный узел 7 выключается. Благодаря этому среднее значение напр.яжения на входе трансформатора 4 ограничено величиной +ди которая может быть выбрана достаточно малой, следовательно, на входе трансформа.тора 4 постоянная составляющая напряжения практически отсутствует и его насьпцение исключается при любых модулир утощих сигналах U. . Кроме того, сигнал (фиг.2.3) с выход дифференцирующего узла 6 (его- амплитуда должна быть больше 2 6 U) обеспечивает переключение релейного узла 7 для поочередной передачи импульсов через узлы 2 и 10 совпадения, чт может быть целесообразно при малых длительностях импульсов с ШИМ, когда среднее значение напряжения одного из нмпульс ов на превышает порогов i А и. Это тактирование исключает излишние переключения релейного узла 7:и, следовательно, .двухтактного -ключевого усилителя. 3 на время усиления импульса (т.е. исключают ненужное дробление коротких импульсов с ШШ)..

Таким образом, стабилизированный преобразователь постоянного напряжения характеризуется по сравнению с известным большим динамическим диапазоном регулирования напряжения (более чем в 2 раза), большой надежностью (в отличие от известного устройства, в предлагаемом насьпцение выходного трансформатора устранено при любых: длительностях импульсов с ШИМ), меньшими искажениями при изменяющихся модулирующих сигналах (до 3-5 раз в зависимости от частоты модулирующего сигнала) при незначи31

тельном повышении стоимости, так как все введенные узлы являются маломощными и могут быть выполнены на серийно вьтускаемых промыг ленностьк) микроэлектронных элементах.

Формула изобретения Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий интегратор, широтно-импульсный модулятор, выход которого через первый узел совпадения соединен с первым входом двухтактного ключевого усилителя, выходы которого соединены с первичной обмоткой выходного трансформатора, о тличающ.ий ся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и повышения надеж2413724

.ности, в него введены второй узел совпадения, счетный триггер, вход кото- рого соединен с выходом синхронизации широтно-импульсного модулятора, диф- 5 ференцирующий узел, сумматор и релей- ньш узел, выход которого соединен с вторыми входами узлов сопадения первые входы которых соединены с выходом широтно-импульсного модулятора,выход 10 вторбго узла совпадения соединен с вторым входом двухтактного ключевого .усилителя, выходы которого, соединены с входами интегратора, выход интеграто- ра соединен с первым входом суммато- 15 ра,второй вход которого через диффе- . ренцирующий узел соединен с выходом счетного триггера, а выход сумматора - с входом релейного узла.

г./

Изобретение относится к стабилизированным источникам.питания. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и повьшение надежности. Цель достигается.тем, что широтно импульсная модуляция сигнала 1 Г управления двухтактным ключевым усилителем 3 осуществляется в зависимости от напряжения релейного узла 7, имеющего гистерезис релейной ха- .рактеристики 2 uU. При превьшении выходным напряжением порога ди узел 7 включается, при уменьшении его ниже uU узел 7 выключается. Среднее знамение напряжения на входе трансформатора 4 ограничено величиной ± ли, которая может выбрана достаточно- малой, поэтому насьпце- ние трансформатора исключается при любых модулирующих сигналах. Кроме того, дифференцирующий узел 6 обеспечивает переключение узла 7 для поочередной передачи импульсов через узлы 2 и 10 совпадения. Это необхо- димо при малых длительностях импульсов с широтно-импульсного модулятора . 2 ил. с (/)

г.з

м

Редактор И.Рыбченко

(Риг.2

Составитель Е.Финогенов

Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Заказ 3608/51 - Тираж 631Подписное

ВНШ ШИ Государственного комитета СССР

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

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