Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

113

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к источникам вторичного электропитания систем автоматики и связи и может быть использовано для преобразования переменного напряжения промышленной сети в постоянное напряжение,

Целью изобретения является упрощение устройства путем уменьшения количества полупроводниковых элементов в ячейках.

На фиг. 1 представлена электрическая схема преобразователя; на фиг,2- один из вариантов реализации распределителя импульсов; на фиг. З - временные диаграммы работы основных узлов схемы.

Преобразователь содержит входные клеммы 1 и 2, через сетевой выпрямитель 3 подключенные к основной ячейке преобразователя 4 с трансформатором 5. Управляющие входы усилителя мощности подсоединены к первому выходу задающего генератора 6, второй выход которого через генераторы пилооб разного напряжения 7 и 8 и компараторы 9 и 10, а третий выход непосредственно подключены к входам распределителя импульсов 11, выходами соединенного с входами дополнительных ячеек преобразования 12 и 13 с трансформаторами 14 и 15. Вторичные обмотки трансформаторов 5, 14 и 15 соединены последовательно и подключены к входу выходного выпрямителя 16, через фильтр 17 подсоединенного к,выходным клеммам 18. Выходные клеммы через усилитель сигнала ошибки 19 со встроенным источником опорного напряжения подключены к вторым входам компарато ров 9 и 10.

В состав распределителя импульсов (фиг. 2) входит счетный триггер 20, выходы которого подключены к четырем селекторам 21-24, вторые входы которых являются управляющими входами распределителя импульсов, а выходы - выходами распределителя импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения первичной сети на входные клеммы 1 и 2 преобразователя оно выпрямляется сетевым выпрямителем 3 (диаг5)амма А, фиг. З) :н подается на ячейку 4, соб- ранную по полумостовой схеме и преобразующую входное напряжение в последовательность двухполярных импульсов, поступающих на трансформатор 5.

O

5

0

51

- 0

5

0

5

5

0

72

Одновременно емкость полумостового усилителя мощности исключает провал входного напряжения до нуля. Управление ячейкой 4 осуществляется с выходов задающего генератора 6 двумя последовательностями сдвинутых на 180 импульсов, гальванически развязанных друг от друга, одна из которых приведена на диаграмме Б (фиг, З).

Импульсы задающего генератора поступают также на генераторы пилообразного напряжения 7 и В, на выходе которых формируются два пилообразных напряжения (ГПН7 и ГПН8), изображен- Hbte на диаграмме В (фиг, З).

Пилообразное напряжение поступает на первые входы компараторов 9 и 10, на вторые входа: которых поступает напряжение, полученное путем усиления сигнала рассогласования между выходным напряжением и напряжением опорного источника, входящего в состав усилителя сигнала ошибки 19. Выходное напряжение компаратора 10 (диаграмма Г,, фиг, З) через распределитель импульсов 11 поступает на дополнительную ячейку преобразования 12 с трансформатором 14, а выходное напряжение компаратора 9 (диаграмма Д, фиг. З) через распределитель 11 подается на дополнительную ячейку 13 с трансформатором 15. Распределитель импульсов 11 осуществляет распределение импульсов между входами ячеек 2 и 13 с целью обеспечения их работы в двухтактном режиме.

На входе выходного выпрямителя 16 происходит .суммирование выходных напряжений вторичнь х обмоток трансформаторов : 5, 14 и 15, при этом фазировка трансформаторов 14 и 15 производится таким образом, чтобы выходное напряжение трансформатора 14 суммировалось, а напряжение трансформатора 15 вычиталось из напряжения трансформатора 5.

Напряжения на вторичных обмотках |Трансформаторов выбираются следующим образом. Среднее выпрямленное выходное напряжение трансформатора 5 при номинальной величине входного напряжения преобразователя должно быть равно номинальной величине выходного напряжения. Коэффициент трансформации трансформаторов 14 и 15 должен обеспечить компенсацию отклонения выход- ного напряжения относительно среднего значения при любом заданном изменении питающего напряжения. Выходное

313

напряжение выпрямителя изображено на диаграмме Е (фиг. З). Сглаженное фильтром 17 выпрямленное напряжение поступает на выходные клеммы 18.

Ячейки 12 и 13 рассчитываются толь ко на часть выходной мощности, поэтому в них могут быть применены маломощные ключевые элементы. Включение их силовых цепей может быть произведено как к выходу выпрямителя 3, так и к выходным клеммам 18, В последнем случае на ячейки 12 и 13 поступает стабилизированное напряжение питания и появляется возможность применения низковольтных высокочастотных тран- зисторов, что снижает потери в них. Недостатком этого варианта является необходимость расчета трансформатора 5 на полную выходную мощность преобразователя. В первом случае необхо- димая мощность трансформатора 5 получается меньше, но необходимо применение высоковольтных транзисторов.

Использование такого технического решения в преобразователях позволяет уменьшить количество силовых транзисторов до шести, что уменьшает габариты преобразователя, упрощает его и повышает качество выходного напряжения .

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий входные клеммы, через сетевой выпрямитель подключенные к основной ячейке преобразования с выходным трансформатором, управляющие входы которой соединены с первым выходом задающего генератора, и две дополнительные ячейки преобразования с выходны174

ми трансформаторами, причем вторичные обмотки всех трансформаторов включень последовательно и через выпрямитель и фильтр подсоединены к выходным клеммам и к входу усилителя сигнала ошибки, о тличающий- с я тем, что, с целью упрощения устройства путем уменьшения количества полупроводниковых элементов в ячейка преобразования 5 введены распределитель импульсовJ два генератора пилообразного напряжения и два компаратора, первые входы которых через генераторы пилообразного напряжения подключены к второму выходу задающего генератора, вторые входы - к выходу усилителя сигнала ошибки, а выходы - к управляющим входам распределителя импульсов, тактовый вход которого подсоединен к третьему выходу задающего генератора, а выходы - к входам дополнительных ячеек преобразования.

2.Преобразователь по п„ 1, отличающий ся тем, что силовые входы дополнительных ячеек подключены к выходу сетевого выпрямителя..

3.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что силовы входы дополнительный ячеек подключены к выходным клеммам.

4.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в состав распределителя импульсов введены четыре селектора и счетный триггер, вход которого подключен к третьему выходу задающего генератора, а выходы - к соответствующим первым входам селекторов, вторые входы которых соединены с выходами компараторов 5 а выходы - с входами дополнительных ячеек.

От 6

ОтЮ

ОтЭ

к 12.к. 7J

Фие.2

Изобретение может быть использовано в цепях питания различной радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - упрощение устройства. Преобразователь содержит сетевой выпрямитель 3, усилитель мощности 4 с трансформатором 5, задаюп1ий генератор 6. В устройство введены распределитель импульсов 11, генераторы пилообразного напряжения 7 и 8 и компараторы 9 и 10. Подключение выходов распределителя импульсов 11 к входам дополнительных усилителей мощности 12, 13 с трансформаторами 14, 15, вторичные обмотки которых подключены через выпрямитель 16 и фильтр 17 к выходным клеммам 18 через усилитель сигнала ошибки 19, обеспечивает уменьшение габаритов преобразователя за счет уменьшения количества элементов при улучшении качества выходного напряжения . 3 3.п. ф-лы, 3 ил. (Л со О1

ппппппппппп

ШШНЧЧ

1111 rrflll

Редактор А. Гулько

Фиг.З

Составитель И, Войтович Техред В.Кадар

Заказ 1638/52 Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам тзобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

- - - - - - --.- - - .-..-.-„«

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

Корректор Л, Пилипенко