Устройство для управления транзисторами двухтактного преобразователя Советский патент 1987 года по МПК H02M3/337 

113

Изобретение относится к электро- . технике и может быть использовано для симметрирования режима перемагни- чивания выходного трансформатора в двухтактных, транзисторных преобразователях вторичных источников питания.

Цель изобретения - повьшение надежности КПД и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 приведена стру-ктурная схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы напряжений на соответствующих элементах схемы.

Устройство для управления транзис- торами 1 и 2 двухтактного преобразователя 3 питающегося от источника 4 с выходным трансформатором 5, вторичная обмотка которого через выпрямитель 6 и фильтр 7 подключена к на- грузке 8, содержит задающий генератор 9, тактовый выход которого подсоединен к входу формирователя 10 защитной паузы и счетному входу триггера 11, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам соответственно первого 12 и второго 13 элементов И, выходы которых подключены к базам соответственно первого 1 и второго 2 транзисторов преобразовате- ля 3. Выход пилообразного напряжений генератора 9 подключен к инвертирующему входу первого компаратора 14, прямой вход которого связан с ЕЬГХ:О- дом дифференциального усилителя 15, инвертирующий вход которого подключен к нагрузке 8, а прямой.- к источнику 16 опорного напряжения. Вторые входы элементов 12 и 13 подключены к выходу формирователя 10, третий вход элемента 12 соединен с выходом первого компаратора 14, а третий вход элемента 13 - с выходом второго компаратора 17, прямой и инвертирующий входы которого подключены к край- ним обкладкам двух последовательно соединенных конденсаторов 18 и 19 формирователей 20 длительности проводящего состояния второго транзистора 2. Формирователь 20 состоит, кроме того, из элементов ИЛИ-НЕ 21 и 22, разрядных клк1чей 23 и 24 и переменного резистора 25, средний вывод которого подклк1чен к датчику 26

тока преобразователя 3, один крайний

ВЫВОД подключен к прямому входу компаратора 17 и коммутируемому входу ключа 23, выход которого вместе с выходом ключа 24 подключен к точке

102

соединения обкладок конденсаторов 18 и 19 и к общей шине, а управляющий вход подключен к выходу элемента 21, входы которого вместе с сдответ- ствующими входами элемента 22 прдклю- чены к выходу формирователя 10 и инверсному выходу триггера 11. Выход элемента 22 соединен с управляющим входом ключа 24, коммутирующий вход которого подключен к инвертирующему входу компаратора 17 и выходу аналогового коммутатора 27, коммутирующий вход которого подключен к другому выводу резистора 25, а управляющий вход - к выходу элемента 12, четвертый вход которого подключен к тактовому выходу генератора 9, формирующему напряжение с длительностью паузы о, .

Устройство работает следующим образом.

Сначала рассмотрим работу устройства, когда значение управляющего напряжения меньше максимального пилообразного напряжения задающего генератора 9.

Пока величина управляющего сигнала больше пилообразного на.пряжения на выходе компаратора 14 формируется сигнал 1 (фиг. 2д), который поступает на логический элемент И 12, на другие входы которого подается сигнал С триггера 11 и формирователя 10. При этом на выходе логического эле- мен та 12 формируется сигнал (фиг.2е), который поступает на включение транзистора 1. Одновременно этот сигнал по управляющему входу включает аналоговый коммутатор 27, обеспечивая с помощью конденсатора 18 интегрирование сигнала датчика 26 тока. При прекращении сигн;1ла 1 на выходе элемента 12 (выключение транзистора 1) коммутатор 27 выключается и начинается этап хранения сигнала с конденсато ра 18.

В течение рассмотренного вьше интервала времени конденсатор 19 шунтирован разрядным ключом 23, которьш по управляющему входу получает сигнал включения с выхода логического элемента 21 (фиг. 2к), так как на выходе компаратора 17 формируется сигнал 1

После переключения триггера 11 и истечении времени fj, , определяемого длительностью сигнала с выхода формирователя 10 под действием сигнала погической суммы сигналов триггера 11

(фиг. 2г) и компаратора 17 формируется импульс на выходе логического элемента 13, который включает второй транзистор 2. Одновременно сигналом О с выхода элемента 21 (фиг. 2к) запирается разрядный ключ 23 и начинается интегрирование сигнала с датчика 26 тока на втором такте работы преобразователя 3. Как только напря- жение на конденс аторе 13 достигает величины сигнала, хранимого конденсатором 18, выходной сигнал компаратора 17 принимает значение О. В этот момент времени прекращается формиро- вание сигнала управления транзистором 2 и происходит его выключение (фиг. 2з).

Восстановление интеграторов производится перед началом формирования очередного импульса управления первым транзистором 1. Для этого разрядные ключи 23 и 24 включаются импульсами с элементов 21 (фиг. 2ж) и 22 (фиг. 2к). Затем цикл повторяется.

Резистор 25 с переменным положением отвода позволяет корректировать работу формирователя 20 сигналов управления длительностью проводящего состояния транзистора 2. Необходи- мость корректировки возникает, например, при разбросе параметров конденсаторов 18 и 19 или разнице времени задержек переключения в каналах формирователя импульсов управления первого 1 и второго-2 транзисторов преобразователя 3.

Рассмотрим работу устройства, когда управляющее напряжение с выхода усилителя 15 превышает максимальное значение пилообразного сигнала генератора 9. ,

При этом на выходе компаратора 14 формируется сигнал с уровнем 1, а с выхода логического элемента 12 - сигнал с дли тельностью ,5T-- t,- 2.

Предположим, что за это время конденсатор 19 накопил заряд, соответствующий напряжению U, , который хранится в течение интервала второго полупериода работы преобразователя 3. При включении транзистора 2 (по аналогии с предьщущим случаем) конденсатор 19 начинает накопление заряда на его обкладках. Если равенство зарядов (а значит, и напряжений) на конденсаторах 18, 19 происходит на интервале 2 длительность про- водящего состояния транзистора 2

5

0 5

о ц

g

0

5

10

больше длительности проводящего состояния транзистора 1, что является признаком симметрирования.

Таким образом, осуществляется ограничение максимальной длительности проводящего состояния транзистора 1 на некоторую величину по сравнен1по с максимально возможной длительностью проводящего состояния транзистора 2, чем обеспечивается симметрирование перемагничивания трансформатора, независимо от причин, способных вызвать несимметрию, как в регулируемых, так и в нерегулируемых преобразователях, что повыщает надежность, КПД и расширяет функциональные возможности устройства.

Формулаизобретения

Устройство для управления транзисторами двухтактного, преобразователя с трансформаторньм выходом, содержащее задающий генератор-, выход пилообразного напряжения которого подключен к инвертирующему входу первого компаратора, прямой вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к нагрузке, а прямой- к источнику опорного напряжения, тактовый выход Задающего генератора подключен к входу формирователя защитной паузы и счетному входу триггера, прямой и инверсньй выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых подключены к базам соответственно первого и второго транзисторов инвертора, вторые входы подключены к выходу формирователя защитной паузы, а третьи - к выходам первого и второго компараторов соответственно, причем инвертирующий вход второго компаратора подключен к выходу аналогового коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента И, и датчик тока преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния надежности, КПД и расширения функциональных возможностей, оно снабжено формирователем длительности проводящего состояния второго транзистора, выполненным на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ, двух разрядных ключах, переменном резисторе и двух конден 5 . 133 caropaxj двумя обкладками соединенных между собой, с выходс1ми разряд - ных ключей и общей шиной, а двумя другими обкладками включенных между инверсным и прямым входами второго компаратора и коммутируемыми входами соответственно первого и второго разрядных ключей, управляющие входы которых подключены к выходам элементов РШИ-НЕ и И-НЕ срответственно, входы

Фи1.2

Составитель в. Жмуров редактор Л. Пчолинская Техред М.Ходанич Корректор В.Гирняк

Заказ 3976/54 Тираж 65 Подписное

ВНрдаПИ Государственного комитета СССР

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

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

б

которых подключены к выходу формирователя защитной паузы и инверсному выходу триггера, причем переменньй резистор включен между коммутируемыми входами аналогового коммутатора и второго разрядного ключа, его средний вывод подключен к выходу датчика тока, а тактовый выход задающего генератора подключен к четвертому входу первого элемента И.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовдно для симметрирования режима перемагни- чивания выходного трансформатора в двухтактных транзисторных преобразователях вторичных источников питания. Целью изобретения является повышение надежности -КПД и расширение функциональных возможностей. Благодаря введению формирователя 20 длительности проводящего состояния второго транзистора 2 осуществляется ограничение максимальной длительности проводящего состояния транзистора 1 на некоторую величину по сравнению с максимально возможной длительностью проводящего состояния транзистора 2, чем обеспечивается симметрирование перемагничи- вания трансформатора 5 независимо от причин, способных вызвать несимметрию, . как в регулируемых, так и в нерегулируемых преобразователях, что повышает надежность КПД и расширяет функциональные возможности устройства. 2 ил. i (Л с