Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к элекротехнике и предназначено для использования в составе преобразовательных устройств со стабилизацией параметров электрической энергии и с контролем исправности.

Цель изобретения - повышение надежности защиты преобразователя путем обеспечения автоматического контроля его элементов.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя.

Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения постоянного тока содержит последовательно включенные между входом и выходом ключевой транзистор 1, LCD-фильтр 2, состоящий из дросселя 3, имеющего дополнительную обмотку 3.1, конденсатора 4 и демпферного диода 5, преобразователь 6 постоянного напряжения, включающий в себя триггер 7, счетный вход которого связан с дополнительной обмоткой 3.1 дросселя 3, и выходной трансформатор 8 с дополнительной обмоткой 8.1., а также выпрямитель 9, щирот- но-импульсный модулятор 10, выход которого связан с переходом база-эмиттер первого (ключевого) транзистора 1, резистор 11, включенный между выходом источника 12 опорного напряжения, выполненного на стабилитроне 13 и резисторе 14, и вторым входом щиротно-импульсного модулятора 10, генератор 15 пилообразного напряжения, в состав которого входят конденсатор 16, выпрямительный мост 17 и резистор 18, причем вход генератора подключен к обмотке 8.1 трансформатора 8, а выход - к первому входу щиротно-импульсного модулятора 10, генератор 19 строб-импульсов, второй (согласующий) транзистор 20, дифференцирующую цепь 21, выполненную на конденсаторе 22 и резисторе 23 и включенную между выходом генератора 19 строб- импульсов и базой транзистора 20, третий 24 и четвертый 25 транзисторы, а также конденсатор 26, диод 27 и резистор 28. Источник 12 опорного напряжения подключен к общему проводу преобразователя через параллельно соединенные переходы коллектор-эмиттер транзистора 20 и база- эмиттер транзистора 24, коллекор транзистора 24 и база транзистора 25 через параллельно соединенные резистор 28 и цепь, состоящую из последовательно включенных диода 27 и конденсатора 26, подключены к входному выводу питания. Эмиттер Франзистора 25 подключен к общей точке конденсатора 26 и диода 27, а коллектор этого транзистора - к первому входу щиротно-импульсного модулятора.

Преобразователь работает следующим образом.

От каждого импульса генератора 19 открывается транзистор 20, а транзистор 24 закрывается, так как остаточное напряжение перехода коллектор-эмиттер транзистора

5

5

всегда меньще, чем напряжение перехода база-эмиттер, требуемое для его работы (транзисторы 20 и 24 одного типа проводимости). Ток источника 12 опорного напряжения (стабилитрона 13) во время наличия строб-импульса генератора 19 проходит через транзистор 20, а на периоде между импульсами - через переход база-эмиттер транзистора 24, насыщая его в эти периоды времени, благодаря чему

0 конденсатор 26 через транзистор 24 и диод 27 заряжается. Его обкладка, соединенная с эмиттером транзистора 25, принимает потенциал эмиттеров транзисторов 20 и 24 (за вычетом падения напряжения на транзисторе 24 и диоде 27). В моменты закрытого состояния транзистора 24 открывается транзистор 25, ток через который протекает от конденсатора 26: базовый через резистор 28, а коллекторный через резистор 11. В опорном напряжении

0 на втором входе щиротно-импульсного модулятора получаются «вырезки, практически до нуля (до потенциала обкладки конденсатора 26, подключенной к транзистору 25, за вычетом падения напряжения на последнем). До тех пор, пока не появляется пилообразное напряжение на втором входе щиротно-импульсного модулятора, скважность управляющего тока ключевого транзистора 1 не регулируется а в нем содержатся такие же короткие «вырезки, как и в опорном напряжении.

С момента появления тока транзистора 1 начинается заряд конденсатора 4 LCD-фильтра 2 через дроссель 3, прерываемый на время воздействия на базу транзистора 20 строб-импульса. В дополнительной обмотке 3.1 дросселя 3 синхронно с каждым строб-импульсом возникает импульс синхронизации триггера 7, всякий раз перебрасывающий его в противоположное положение. Начинает работать преобразователь 6 постоянного напряжения, появляется выходное и пилообразное напряжение на втором входе щиротно-импульсного модулятора, приходит в действие обратная связь, следящая за амплитудой прямоугольного напряжения обмотки 8.1 выходного трансформатора 8 и начинает регулироваться скважность импульсов ключевого транзистора 1 в зависимости от тока нагрузки и напряжения первичной сети. Начало паузы тока через транзистор 1 совпадает с передним фронтом строб-импульса, а конец определяется конкретными условиями регулирования, а именно моментом совпадения амплитуды спадающего напряжения «пилы с уровнем опорного напряжения. До появления следующего строб-импульса и сопро- 5 вождающего его всплеска пилообразного напряжения на втором входе щиротно-импульсного модулятора транзистора I находится в проводящем состоянии.

5

0

5

0

Наличие выходного напряжения в преобразователе однозначно свидетельствует о его испрйвной работе (и соответствии выходного напряжения заданному значению), так как при неисправностях на участке генератор строб-импульсов - триггер синхроимпульсы прекращают поступать на вход триггера и он, остановившись, исключает в дальнейшем передачу электрической энергии потребителю. Такой же результат и при отказе самого триггера, других узлов преобразователя 6 постоянного напряжения или выпрямителя 9.

Пред тагаемый импульсный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения отличается от известного тем, трансформатора, а выходом - к первому

что в нем поддаются автоматической проверке элементы, включая и источник опорного напряжения вместе с его стабилитроном. Если последний имеет обрыв, тока базы транзистора 24 нет и не заряжается конденсатор 26, из-за чего не исключается разность потенциалов между коллектором и эмиттером транзистора 25, и он не может производить «вырезки в опорном напряжении на втором входе широтновходу широтно-импульсного модулятора, второй вход которого через первый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, генератор строб-импульсов, согласующий транзистор и дифференцирую- 20 щую цепь, включенную между выходом генератора строб-импульсов и входом согласующего транзистора, эмиттер которого подключен к обшей щине, отличающийся тем.

что, с це.тью повышения надежности защи- импульсного модулятора. Конденсатор 26 ты преобразователя путем обеспечения ав- может зарядиться, если транзистор 24 про- томатического контроля его элементов, в него введены диод, конденсатор, второй резистор, два дополнительных транзистора, при этом источник опорного напряжения подключен к общей щине через параллельбит по переходу коллектор-эмиттер. Однако в этом случае он не может закрыться, а, следовательно, не открывается транзистор 25. Это также влечет за собой разрыв

цепи прохождения синхроимпульсов к Q но соединенные переходы коллектор-эмиттер

триггеру 7. Потребитель немедленно обесто чивается.

Благодаря охвату контролем элементов предлагаемого импульсного стабилизированного преобразователя исключается его рабосогласующего и база-эмиттер первого дополнительного транзисторов, коллектор первого дополнительного и база второго дополнительного транзисторов через параллельно соединенные второй резистор и цепь, сосневыявленным отказом элементов, тоящую из последовательно соединенных

та

ответственных за номинал выходного напряжения.

Формула изобретения Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения постоянного тока.

согласующего и база-эмиттер первого дополнительного транзисторов, коллектор первого дополнительного и база второго дополнительного транзисторов через параллельно соединенные второй резистор и цепь, соссодержащий последовательно включенные 40 ного модулятора.

диода и конденсатора, подключены к входному выводу, эмиттер второго дополнительного транзистора подключен к общей точке диода и конденсатора, а коллектор - к второму входу щиротно-импульсмежду входными и выходными выводами ключевой транзистор, LCD-фильтр, преобразователь постоянного напряжения с выходным трансформатором, выход которого сое- динен с выходом LCD-фильтра и с триггером, имеющим счетный вход, связанный с дополнительной обмоткой дросселя LCD- фильтра, и выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой выходного трансформатора, а выход - с выходными выводами, щиротно-импульсный модулятор, выходом соединенный с управляющим входом ключевого транзистора, генератор пилообразного напряжения, входом подключенный к дополнительной обмотке выходного

входу широтно-импульсного модулятора, второй вход которого через первый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения, генератор строб-импульсов, согласующий транзистор и дифференцирую- 20 щую цепь, включенную между выходом генератора строб-импульсов и входом согласующего транзистора, эмиттер которого подключен к обшей щине, отличающийся тем.

тоящую из последовательно соединенных

согласующего и база-эмиттер первого дополнительного транзисторов, коллектор первого дополнительного и база второго дополнительного транзисторов через параллельно соединенные второй резистор и цепь, сосного модулятора.

диода и конденсатора, подключены к входному выводу, эмиттер второго дополнительного транзистора подключен к общей точке диода и конденсатора, а коллектор - к второму входу щиротно-импульс

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности защиты преобразователя путем обеспечения автоматического контроля его элементов. Наличие выходного напряжения в преобразователе однозначно свидетельствует о его исправной работе (и соответствии выходного напряжения заданному значению). При неисправностях на участке генератор строб- импульсов 19 - триггер 7 синхроимпульсы прекращают поступать на вход триггера 7, и он. остановнвщись, исключает в дальнейшем передачу элекроэнергии потребителю. Такой же результат при отказе самого триггера 7. других узлов преобразователя 6 или выпрямителя 9, а также при коротких замыканиях или обрыве элементов в источнике опорного напряжения (ИОН) 12. При обрыве в цепи ИОН 12 нет тока базы транзистора 24, конденсатор 26 не заряжается, при этом транзистор 25 не производит «вырезки в опорном напряжении на втором входе широтно-импульсно- го модулятора 10. Таки.м образом, разрывается цепь прохождения синхроимпульсов к триггеру 7. Благодаря контролю элементов преобразователя исключается его работа с невыявленным отказом элементов. 1 ил. € (Л со со со ел ьо IsD 1 I .«