Управляемый преобразователь напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/135 

1

.Изобретение относится к преобразевательной технике и может быть использовано в мощных регуляторах постоянного напряжения, например, в качестве вторичных источников питания, регуляторов напряжения, коллекторных модуляторах и т.п.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг, приведена схема управляемого преобразователя напряжения; на фиг,2 - эпюры напряжений, пояснящие работу управляемого преобразователя напряжения; на фиг.З - возможная реализация выходного каскада параллельного типа, позволяющая преобразовывать напряжение Е питания инвертора в требуемое (пропорциональное управляющему) напряжение с изменением его полярности.

Преобразователь (фиг.1) содержит соединенные последовательно управляемый генератор 1 пилообразного напряжения, компаратор 2, выходнбй каскад 3, а также сумматор 4, аттенюатор 5, потенциальную шину 6 пита ния выходного каскада 3. Управляемы генератор 1 пилообразного напряжени может, в частности, содержать последовательно соединенные генератор 7 напряжения типа меандр, амплитудный модулятор 8 и интегратор 9.

Сумматор 4 выходом соединен с управляющим входом генератора 1 . Один вход сумматора 4 соединен с шиной 6 питания, а его другой вход соединен с входным выводом для подключения источника управляющего напряжения U; и с входом аттенюатора 5, выход которого соединен с вторым Входом компаратора 2. При этом коэффициент передачи аттенюатора 5 раве коэффициенту передачи управляемого Генератора 1 пилообразного напр-яже- ния.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: и7 - напряжение на выходе Генератора 7; Do - напряжение на выходе модулятора 8; U - напряжение на входе устройства; U напряжение на выходе компаратора 2.

Кроме того, на фиг.1 и фиг.З приняты следующие обозначения: U - напряжение нагрузки; Е - напряжение источника питания выходного ка:скада.

Выходной каскад параллельного типа (фиг.З) содержит управляемый ключ

(транзистор) 10, дроссель 11, диод 12, конденсатор 13 и нагрузку 14.

Управляемый преобразователь на- пряжения работает следующим образом.Компаратор 2 вырабатывает последовательность импульсов DH длительностью tfi с периодом следования Т как результат с равнения опорного (линейно изменяющегося) напряжения амплитуды и, (с периодом повторения т) управляемого генератора I пилообразного напряжения и управляющего сигнала U.. К (К - коэффициент пере

дачи аттенюатора 5). Затем получен- ньй на выходе компаратора 2 импульсный сигнал усиливается по мощности выходным каскадом 3 и на его выходе (на нагрузке 14 - фиг.З) образуется

постоянное напряжение требуемой величины. При этом, постоянное выходное напряжение U, выходного каскада параллельного типа, равное:

(T-tJ () или UH EU; KO/I-U KO (2)

зависит от нелинейно (1), а также является функцией от напряжения Е источника питания выходного каскада 3.

На выходе сумматора 4 формируетс:я напряжение Е + U. Это напряжение является управляющим для управляемого генератора I и его выходное пилообразное напряжение U имеет амплитуду, пропорциональную напря

жению Е + и, т.е. U K,(E-t-U,) (фиг.2). Коэффициент К, определяет пропорциональность между амплитудой напряжения О, на выходе управляемого генератора 1 и его входе К, й(/(Е+Цд,). Коэффициент К, Кд„ К„ при данной схемной реализа ции блока 1 (фиг.1), где К

дм

- ко(3)

эффициент передачи амплитудного модулятора 8, Ку - коэффициент переда- чи интегратора 9. Таким образом, относительная длительность импульсов UK на выходе компаратора 2 tn УМ-К

Г - 1гго;укГ

т.е. нелинейно зависит от управляющего напряжения.

Формирование импульсной последовательности (З) при , обеспечивает высокую линейность характеристики регулирования и ее независимость от изменений напряжения Е питания выходного каскада. В этом легко убедиться, подставив выражение (3) в (1):

и«к

.iE.lp.K, . , ()

1 У«лК

IE;UJK

Таким образом, преобразователь обладает линейной зависимостью выходного на;11ряжения от управляющего в широком динамическом диапазоне.

Управляемьй генератор 1 пилообразного напряжения (фиг,О может быть реализован на последовательно соединенных генераторах 7 сигнала типа меандр, амплитудном модуляторе 8 и интеграторе 9. На фиг.2 приведены эпюры напряжений на выходах соответствующих блоков. Ампли- тудньй модулятор 8 может быть выполнен на включевом каскаде, построенном на транзисторе по схеме с общим эмиттером, причем вывод его питания является модулирующим входом (входом управления генератора 1) а база транзистора соединена с выходом блока 7, в этом случае Кд,-1 .

Таким образом, предлагаемое устройство обладает существенно уменьшенной нелинейностью характеристики регулирования.

Как ВИДНО из выражения (, выходное напряжение преобразователя не зависит от напряжения его питания и линейно связано с управляющим напряжением .

Линеаризация характеристики регулирования в предлагаемом устройстве приводит к существенному расширению области его применения без необходи

6

мости использования других мер по стабилизации выходного напряжения в широком д,иапазоне изменения входного напряжения и напряжения питания выходного каскада. Это позволяет использовать предлагаемое устройство, в частности, в качестве коллекторного модулятора передатчиков, управляе- мого стабилизатора (регулятора) напряжения и т.п., что и обеспечивает достижение поставленной цели.

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Управляемый преобразователь напряжения, содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, компаратор и выходной каскад параллельного типа, вто-. рым входом подключенный к шине источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены сумматор и аттенюатор, а генератор пилообразного напряжения выполнен управляемым и его управляющий вход соединен с выходом сумматора, один вход которого соединен с указанной шиной источника питания, его другой вход соединен с входным выводом для подключения источника управляющего напряжения и с входом аттенюатора, выход которого соединен с вторым входом компаратора, причем коэффициент передачи аттенюатора равен коэффициенту передачи управляемого генератора пилообразного напряжения.

пЛП П

,

I

1-I I-I

Фиъ.2

-UH

Фа.Ъ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания в моЕцных регуляторах постоянного напряжения. Цель изобретения расширение функциональных возможностей. Устройство содержит включенную между входным и выходным выводами цепь из последовательно соединенных генератора 1 пилообразного напряжения, компаратора 2 и выходного каскада 3. Генератор I выполнен управляемым. Для обеспечения высокой линейной характеристики регулирования и независимости выходного напряжения устройства от напряжения его питания и линейной связи с управляющим напряжением дополнительно введены сумматор 4 и аттенюатор 5. Коэффициент передачи аттенюатора 5 выбирают равным коэффициенту передачи генератора 1. В устройстве обеспечивается формирование импульсной последовательности управляющих сигналов, подаваемьрс на генератор 1 и компаратор, 2 в результате чего, без использования дополнительньгх средств стабилизации, обеспечивается получение стабильного выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения и напряжения питания выходного каскада. 3 ил (Л сд 4 00 сд о: %./

ВНИИПИ Заказ 5710/52

Произв.-полигр. пр-тие,. г. Ужгород, ул. Проектная, А

Тираж 659 Подписное