Схема соединений управляемого преобразователя напряжения постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02M3/00 

Изобретение касается схемы соединений управляемого преобразователя напряжения постоянного тока, определенной для батарейного питания измерительных приборов.

Применяемые до сих пор батарейные фидеры работают или как последовательные стабилизаторы напряжения, или как преобразователи постоянного напряжения с регулированием. Для последовательных стабилизаторов нужны высшие напряжения питания согласно требованию к диапазону регулирования Однако эффективность такого стабилизатора при применяемых незначительных напряжениях питания оказывается сравнительно низкой, что проявляется небольшой долговечностью употребляемых батарей. Преобразователи постоянного напряжения позволяют применить при использовании меньшего числа батарейных элементов почти любое напряжение питания с возможность большого диапазона регулирования. Эффективность известных схем соединений преобразователей колеблется около 75%. Источником питания для преобразователя служат два или более сухих элементов или. же аккумуляторов. Если требуется применение только одного сухого элемента, то применение известных схем соединений исключено, потому что они не позволяют преобразователю работать при напряжении питания в диапазоне 1-1,5 В с- достаточной эффективностью и стабилизацией выходного напряжения. У преобразователей для питания измерительных приборов пригодно обеспечить прекращение деятельности преобразователя в случае падения напряжения батареи или аккумулятора к такой величине, когда регулирующая петля уже не Способна удержать выходное напряжение преобразователя на установленной величине, потому что питание измерительных цепей прибора более низким напряжением питания может привести к ошибочному измерению и так- Sce потому, что в результате разрядки аккумуляторов ниже минимального рекомендованного напряжения сокращается их долговечность (instruction Nanua/Tektronix 210 ОМП osciloscope, REV. А, МАЕ, 1975).

Указанные недостатки устраняет предлагаемая схема соединений управляемого преобразователя напряжения постоянного тока, предназначенная

0

6

5

0

для входного напряжения питания величиной от одного до трех вольт с возможностью регулирования выходного напряжения и его стабилизации и с достигающим 70%- ным энергетическим коэффициентом полезного действия и с защитой от понижения выходного напряжения в результате падения напряжения источника ниже заданной минимальной величины.

Схема соединений содержит дифференциальный усилитель отклонения напряжения выходного напряжения от опорного напряжения, соединенный че- рез транзистор с управляющим входом самовозбуждающегося мультивибратора, выход которого соединен с включателем. Последний включен в схему с источником и первичной обмоткой импульсного трансформатора. К вторичной обмотке импульсного трансформатора подключен выпрямитель выходного напряжения. Сущность изобретения состоит в том, что включатель содержит входной переключающий, мощный переключающий и защитный транзисто- ры таким образом, что эмиттер входного переключающего транзистора соединен с эмиттером мощного переключающего транзистора и одновременно коллектор входного переключающего транзистора соединен с баз ой мощного переключающего транзистора и базой защитного транзистора, коллектор

5 которого соединен с базой входного переключающего транзистора. База входного переключающего транзистора присоединена к выходу самовозбуждающегося мультивибратора и эмиттер защитного транзистора соединен через интегрирующее звено, состоящее из сопротивления и конденсатора, с входом самовозбуждающегося мультивибратора.

Предлагаемая схема соединений позволяет применение только одного сухого элемента в качестве источника напряжения, питания с непревьппаю- щей 1,5 В номинальной величиной. Та0 КИМ образом, значительно упрощена конструкция держателя батарей и значительным з еньшением числа механических контактов достигается высшая надежность всей установки, а также

5 упрощается обмен батарей. Защитная схема индицирует чрезмерное снижение напряжения элемента источника, чем обратит внимание обслуживающего персонала на необходимость его обме0

5

на или подключения сетевого адаптера и предотвратит таким образом возможность ошибочного измерения вследстви падения выходного напряжения преобразователя. Указанный способ защиты от низкого напряжения элемента питания заменяет требуемый в других случаях компаратор напряжения, причем позволяет включение в допуске 10 мВ по отношению к заданной минимальной величине напряжения элемента питания Реализация указанной защитной схемы по сравнению со схемой заиупы при помощи компар атора напряжения более проста. Наряду с питанием от батарей измерительных приборов можно предлагаемую схему соединений применить также для других установок, у которых является целесообразным применение лишь одного сухого элемента при соблюдении устойчивости выходного напряжения. Применением упомянутого типа преобразователя значительно упрощена смена батарей.

На чертеже схематически изображена предлагаемая схема соединений.

Схема соединений содержит дифференциальный усилитель D отклонения выходного напряжения

UR, соединенный через транзистор Т с управляющим входом самовозбуждающегося мультивибратора А и через интегрирующее звено, представляемое сопротивлением R и конденсатором С, с включателем S, включенным в схему с источником Z и первичной обмоткой. N, импульсного трансформатора Тр, к вторичной обмотке N которого подключен выпрямитель и выходного напряжения UM. Включатель S состоит из входного перключающего транзистора Т,, мощного переключающего транзистора Tj и защитного транзистора Tj таким образом что эмиттер входного переключающего транзистора Т, соединен с эмиттером мощного переключающего транзистора Tj и коллектор входного переключающего транзистора Т, соединен с базой могщого переключающего -транзистора Tj и базой зашитного транзистора Т,, коллектор которого соединен с базой входного переключающего транзистора Т, Коллектор мощного переключающего транзистора Т соединен с первичной обмоткой И, импульсного трансформатора Тг. База входного переключающего транзистора Т, подключена к выходу самовозбуждающегося мультиUj напряжения

Uy от опорного напряжения

вибратора А, Эмиттер заш:итного транзистора Tj соединен с интегрирующим звеном, состоящим из сопротивления R и конденсатора С.

Схема соединений работает таким образом, что напряжение U питания подается из источника Z через включатель S к первичной обмотке N, импульсного трансформатора Тг. Выходное напряжение J получают выпрямлением и фильтрацией напряжения, индуцированного на вторичной обмотке N выпрямителем U. Дифференциальный g усилитель D, питаемый выходным напряжением Uy, сравнивает данное напряжение с опорным напряжением U. Таким образом, получается отклоне

ние и„

0

0

напряжения, которым через транзистор Т управляется напряжение, подаваемое -к управляющему входу самовозбуждающегося мультивибратора А. Во время падения выходного напряжения Uy возрастает напряжение на 5 управляющем входе самовозбуждающегося мультивибратора А таким образом, что упомянутая скважность импульсов на выходе самовозбуждающегося мультивибратора А вызывает -посредством включателя S повьш1ение количества энергии, переданной импульсным трансформатором Тг, и, следовательно,л повышение выходного напряжения U до требуемой величины. Подаваемое управляющему входу самовозбуждающегося

5 мультивибратора А напряжение подается одновременно через интегрирующее звено, состоящее из сопротивления R и конденсатора С, к эмиттеру защитного транзистора Tj, который является частью включателя S. При падении напряжения элемента источника Z возрастает напряжение на эмиттере защитного транзистора Т,. В момент достижения величины напряжения, имеющегося

5 на его базе, проходит импульс тока в базу входного переключающего транзистора Т,, который таким образом открывается и запирает мощный переключающий тран:зистор Т. После раз0 рядки конденсатора С процесс повторяется с постоянной времени, заданной величиной сопротивления конденсатора С, Данным способом образуются при падении напряжения элемента ис5 точника Z на выходе преобразователя напряжения постоянного тока импульсы выходного напряжения Uy, которые вызывают колебания света элемента индикации, цодключенного к выходу

0

преобразователя напряжения, чем обслуживающий персонал предупреждается о падении напряжения питания преобразователя ниже заданной минимальной величины.

Формула изобретения

Схема соединений управляемого преобразователя напряжения постоянного тока, предназначенного для напряжения питания 1-3 В, содержащая дифференциальный усилитель отклонения, один вход которого связан с выходными выводами схемы, другой вход соединен с источником опорного напряжения, а выход через транзистор подключен к управляющему входу самовозбуждающего мультивибратора, выход которого соединен с одним из вхо дов включателя, подключенного через первичную обмотку импульсного трансформатора к выводам для подключения источника питания, вторичная обмотка импульсного трансформатора через выпрямитель соединена с выходньми выводами схемы, отличающая- с я тем, что,, с целью повьшения КПД и стабильности выходного напряРедактор Е.Папп Заказ 4240/51

Составитель В.Кругл ова Техред М. Ходанич

Корректор

Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, , г. Ужгород, yj},. Проектная, 4

39798

ження, включатель S выполнен на входном переключающем транзисторе Т, , мощном переключакщем транзисторе Т и защитном транзисторе Т, причем эмиттер входного переклк1чающего тран - зистора Т, соединен с эмиттером мощного переключающего транзистора Т и с одним из выводов для подключения нагрузки, коллектор входного переключающего транзистора Т, соединен с базой защитного транзистора Tj и с базой мощного переключающего транзистора Tj, коллектор которого подклю10

чан к первичной обмотке импульсного трансформатора, коллектор защитного транзистора Т соединен с базой входного переключающего транзистора Т, которая является одним входом включателя S, эмиттер защитного транзистора Т, является другим входом включателя S, который через введенную интегрирующую RC-цепочку соединен с входом мультивибратора А.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Республики.

Корректор С.Шекмар

Изобретение относится к вторич- ным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД и стабильности выходного напряжения управляемого преобразователя напряжения постоянного тока. Цель достигается тем, что защитный транзистор Т, введен в схему включателя S. При падении напряжения источника до определенной величины открывается транзистор Т и через транзистор.Т( закрывает транзистор Tj. Это приводит к появлению импульсов напряжения на выходе, которые контролируются элементом индикации. Процесс повторяется с постоянной времени, заданной величиной сопротивления резистора R и емкости конденсатора С. 1 ил. i (Л :о 00 Ф со 00