Преобразователь напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным источникам питания, и может быть использовано в системах электропитания различной электронной аппаратуры.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности преобразователя.

На чертеже представлена схема преобразователя напряжения.

Устройство содержит входной выпрямитель 1, выход которого соединен с входным фильтром 2. Входы выпрямителя 1 образуют входы 3 и 4 преобразователя напряжения, которые подключаются к питающей цепи переменного тока, например, напряжением 220В. К выходу фильтра 2 подключены последовательно соединенные первичная обмотка 5 трансформатора 6, силовой ключ 7 и датчик 8 тока. Выходная обмотка 9 трансформатора 6 через однополупериодный выпрямитель 10 подключена к выходным выводам 11 преобразователя напряжения, к которым подключается нагрузка. Кроме того, устройство содержит дополнительный RC-фильтр 12 и генератор 13 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа 7, Вход 14 управления генератора 13 прямоугольных импульсов соединен с выходом формирователя 15 пилообразного напряжения, вход которого соединен с выводом вторичной обмотки 16 трансформатора 6, второй вывод которой соединен с точной соединения датчика 8 тока и силового ключа 7, Вторичная обмотка 16, формирователь 15 пилообразного напряжения и генератор 13 прямоугольных импульсов образуют широтно-импульс- ный модулятор 17. Входы дополнительного RC-фильтра 12 соединены с выходами входного фильтра 2, Выходы 18 фильтра 12 соединены с шинами питания широтно-импульсного модулятора 17 и выходами элемента 19 блокировки

Устройство работает следующим образом.

При подаче на входы 3 и 4 переменного напряжения (например, от сети 220 В) последнее выпрямляется выпрямителем 1, сглаживается фильтром 2 и через-датчик 8 тока, который в простейшем случае представляет собой низкоомный резистор, и первичную обмотку 5 поступает на силовой ключ 7, который в начальный момент закрыт, В качестве силового ключа 7 можно

использовать транзистор, тиристор или другой ключевой элемент. Кроме того, напряжение с выхода фильтра 2 через дополнительный .фильтр 12 поступает на шины питания генератора

13 прямоугольных импульсов, р-аботаю- щего в режиме самовозбуждения. В результате на выходе генератора 13 формируются прямоугольные импульсы, которые периодически переводят ключ 7

в открытое состояние. При открывании ключа 7 ток через первичную обмотку 5 начинает линейно нарастать, трансформатор 6 накапливает энергию. После закрывания ключа 7 накопленная

энергия передается во вторичные обмотки 9, 16 и через однополупериод- . ный выпрямитель 10 поступает в нагрузку, которая подключается к выходам 11, Кроме того, напряжение с вторичной обмотки 16 поступает на вход формирователя 15, в котором оно преобразуется в пилообразную форму, и на вход 14 управления генератора 13, В результате генератор 13 формирует

прямоугольные импульсы со скважностью, обеспечивающей стабилизацию выходного напряжения при изменении входного напряжения и нагрузки, В случав короткого замыкания в

цепи любой из выходных обмоток трансформатора ток, протекающий через датчик 8 тока, увеличивается, что вызывает срабатывание элемента: 19 блокировки, в качестве которого может быть использован любой ключевой элемент. Например, при использовании в качестве элемента 19 биполярного транзистора этот транзистор открывается при падении напряжения на

датчике 8 тока (и, следовательно, на базе транзистора), приблизительно равном 0,7 В, в результате чего выходной конденсатор фильтра 12 быстро разряжается через открытый переход

коллектор - эмиттер, снижая тем самым напряжение на выходах 18 практически до нуля. Вследствие этого генератор 13 прекращает формирование импульсов и ключ 7 закрывается, предотвращая тем самым токовую перегрузку схемы. Как только ключ 7 закрывается, токовая цепь элемента 19 блокировки разрывается, в результате чего напряжение на выходах 18 начинает постепенно повышаться. Если при этом постоянная времени дополнительного RC-фильтра 12 выбрана равной нескольким секундам, то по- следующее возбуждение генератора 13 и срабатывание элемента 19 блокировки также произойдет не ранее, чем через несколько секунд. Таким образом, при наличии короткого замыка- ния запуск схемы осуществляется с периодичностью в несколько секунд, что является безопасным режимом работы.

В случае чрезмерного уменьшения входного напряжения, подаваемого на входы 3 и 4, защита схемы осуществляется описанным вьппе путем, поскольку при этом значительно повыша- ется скважность импульсов и, следовательно, значительно увеличивается значение тока, протекающего через датчик 8 тока. Любая неисправность в широтно-импульсном модуляторе 17, которая приводит к неуправляемому отпиранию силового ключа 7, также вызывает увеличение тока через датчик 8 тока, срабатывание элемента 19 блокировки и, следовательно, отклю- чение источника тока базы ключа 7.

Таким образом, применение дополнительного RC-фильтра в совокупности

Редактор А, Маковская

Составитель И. Войтович Техред М.Дидык

Заказ 6161/54 Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

связей между элементами позволяет упростить схему и повысить ее надежность, обеспечив защиту от коротких замыканий в трансформаторе и на выходе, а также при любой неисправности в широтно-импульсном модуляторе.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения, содержащий входной выпрямитель, выход которого соединен с входным фильтром, к выходу которого подключены последовательно соединенные первичная обмотка трансформатора, силовой ключ и датчик тока, вторичная обмотка трансформатора через выходной выпрямитель подключена к выходным выводам, широтно-импульсный модулятор, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, и элемент блокировки, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повьшения его надежности, в него введен дополнительный RC- . фильтр, входы которого соединены с выходами входного фильтра, а выходы - с шинами питания широтно-импуль- сного модулятора и выходами элемента блокировки, при этом управляющий вход элемента блокировки соединен с выходом датчика тока.

Корректор М. Максимишинец Подписное

Изобретение относится к области злектротехники, в частности к импульсным источникам питания, Цель изобретения - упрощение и повьшеиие надежности, Преобразователь содержит выпрямитель 1, фильтр 2, первичную обмотку трансформатора 6, силовой ключ 7, датчик тока 8, выходную обмотку 9 с однополупериодным вьшря- мителем 10, широтно-импульсный модулятор 17. Введение дополнительного RC-фильтра 12 и подключение его к выходу элемента блокировки 19, вход которого соединен с выходом датчика тока 8, обеспечивает отключение ши- ротно-импульсного модулятора 17 от базы силового ключа 7. кл. оо сд (Х 00 О5 00