Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

(Л

Риг. /

10

15

20

25

30

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания (ВИЛ).

Цель изобретения - повышение надежности путем повьшения КПД и помехоустойчивости .

На фиг. Т представлена схема пре- , образователя напряжения, где Up - источник опорного (эталонного) напряжения в усилителе обратной связи; на фиг. 2 - диах-раммы напряжений.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит регу- лируемьй двухтактный полумостовой инвертор на транзисторах 1 и 2, конденсаторах 3 и 4, источник 5 первичного электропитания. Нагрузкой инвертора служит трансформатор 6,выходной обмоткой 7 подключенный к выпрямителю 8. Выпрямитель 8 через LC- фильтр 9 подключен к выходным выводам преобразователя.

Схема управления содержит задающий генератор 10, выходом 11 подключенный к блоку 12 синхронизации,усилитель 13 обратной связи, формирователь 14 управляющих импульсов. Усилитель 13 обратной связи управляющим входом 15 через резисторный делитель 16, 17 соединен с выходом LC-фильтра 9. Первый выход 18 усилителя 13 соединен с вторым входом 19 формирователя 14. Задающий генератор 10 вторым выходом 20 соединен с первым входом 21 формирователя 14.

Входы 22 и 23 формирователя 14 подключены к управляющим входам силовых транзисторов 1 и 2.

В схему управления введен блок 24 управляемой положительной обратной связи, управляющим входом 25 соединенный с выходом 26 усилителя 13 обратной связи, а входом 27 - с выходом 45 28 блока 12 синхронизации. Выход 29 блока 24 управляемой положительной обратной связи соединен с управляющим входом 15 усилителя 13.

Блок синхронизации содержит диффе-1 - ренцирующую цепь из конденсатора и мостового выпрямителя, включенную между выходом 11 задающего генератора 10 и входом 27 блока 24, и формирователь 14 управляющих импульсов.

В процессе работы вторичного источника питания генератор 10 генерирует переменное напряжение прямоугольной формы (фиг. 2, а), которое с вы13725332

ходов 11 и 20 поступает соответственно на блок 12 синхронизации и на вход 21 управления формирователя 14. Напряжения выходных обмоток трансформатора задающего генератора 10 и трансформатора формирователя 14 совместно подаются на входы управления силовых транзисторов 1 и 2 регулируемого инвертора.

Транзисторы 1 и 2, переключаясь попеременно, создают на на1 рузке - трансформаторе 6 - переменное напряжение с паузой на нуле (фиг. 2 д), которое трансформируется в обмотку 7, выпрямляется выпрямителем 8, сглаживается LC-фильтром 9 и поступает в нагрузку от выходных выводов преобразователя. Постоянное выходное напряжение преобразователя содержит переменную составляющую треугольной формы, изображенную на диаграмме (фиг. 2, в).

От синхронизирующего блока 12, от его выхода 28 на вход 27 управления элемента 24 подаются короткие синхроимпульсы (фиг. 2, б) длительностью порядка 0,5-1,5 мкс в моменты времени t, t, ty, t, t, изменения полярности напряжения на выходах задающего генератора 10 (фиг. 2, а).

Пусть в промежутке времени выходное напряжение возрастает линейно от момента времени t, . При этом транзистор на входе 15 усилителя 13 закрыт, ток через транзистор отсутствует и обесточен вход 25 блока 24. На выходе 18 усилителя 13 отсутствует сиг нал, запирающий вход 19 формирователя 14 (фиг.2, г), т.е. уровень напряжения сигнала не равен нулю. На одном из парафазных выходов 22, 23 формирователя 14, например выходе 22, действует напряжение, удерживающее в данном случае транзистор 1 инвертора в открытом сос35

4&

55

тоянии, и на обмотках трансформатора 6 действует прямоугольный импульс с паузой на нуле, подобный показанному на фиг. 2, д в промежутке времени .

В момент времени t уровень выходного напряжения источника питания достигает значения (фиг. 2, в), достаточного для того, чтобы ток входа 15 усилителя 13 обратной связи, проходящий через резисторный делитедь 16, 17, включил его. Транзистор в усилителе 13 открывается, сопротив

тоянии, и на обмотках трансформатора 6 действует прямоугольный импульс с паузой на нуле, подобный показанному на фиг. 2, д в промежутке времени .

В момент времени t уровень выходного напряжения источника питания достигает значения (фиг. 2, в), достаточного для того, чтобы ток входа 15 усилителя 13 обратной связи, проходящий через резисторный делитедь 16, 17, включил его. Транзистор в усилителе 13 открывается, сопротивление выхода 26 уменьшается, а следовательно, уменьшается сопротивление на входе 25 элемента 24. Сопротивление блока 24 уменьшается и через выход 29, в данном случае от выходных выводов, на вход 15 усилителя 13 подается дополнительный ток (помимо тока от делителя 16, 17), переводящий усилитель 13 в насьш1енное состояние, В системе усилитель 13 - блок 24 возникает положительная связ блокирующая всю систему управления в паузах ,, t.-t5-, tg-t и т.д. При этом система управления защищена от воздействия случайных помех, например электростатических зарядов, проникающих через комплексное сопротивление монтажа, в отличие от ближайшего аналога, усилитель обратной связи которого находится в линейном режиме и при воздействии помехи переводит систему управления силовыми транзисторами рег улируемого инвертора в аварийное состояние, приводящее к отказу преобразователя.

На выходе 18 усилителя 13 действует сигнал нулевого уровня, запирающий вход 19 формирователя 14 управляющих импульсов (фиг. 2, г),

С момента времени tj (фиг. 2 в) выходное напряжение на выходе LC- фильтра 9 снижается линейно до момента времени t. На выходах 22 и 23 формирователя 14 действуют напряжения, запирающие транзисторы 1 и 2 регулируемого инвертора. Транзисторы закрыты, и в выходном напряжении трансформатора 6 возникает пауза в промежутке времени .

В момент времени t от выхода 28 синхронизирующего блока 12 на вход 27 элемента 24 положительной обратно связи подается запирающий синхроимпульс. Элемент 24 запирается и обесточивается его выход 29. т.е. в момент времени t(ty, tf, t ...) прекращается действие положительной обратной связи. Транзистор усилителя 13 деблокируется и в промежутке времени пребывает в следящем (ждущем) режиме. От выхода 1В усилителя J3 на вход 19 формирователя 14 подается управляющий ток и на соответствующем выходе, например выходе 23, формирователя 14 действует отпирающее напряжение и силовой транзистор 2 регулируемого инвертора открыт, К обмотке трансформатора 6

0

5

0

5

0

5

0

5

прикладывается постоянкое напряжение конденсатора 4, трансформируется в обмотку 7 и поступает в нагрузку через выпрямитель 8 и LC-фильтр 9 (фиг.2, д). В промежутке времени t,-t (фиг-. 2, в) уровень выходного напряжения линейно возрастает до момента t4 t В момент времени t на вход 15 усилителя 13 от делителя напряжения - резисторов 16 и 17 - пода ется ток, переводящий усилитель 13 и элемент 24 положительной обратной связи в открытое состояние. На выходе 18 действует нулевой уровень управляющего напряжения (фиг. 2, г), запирающий вход 19 формирователя 14, В выходном напряжении регулируемого инвертора во временном промежутке наступает пауза, так как транзисторы 1 и 2 заперты. При этом уровень выходного напряжения преобразователя линейно снижается до момента. ty (фиг, 2, в), когда на вход 27 элемента 24 вновь подается синхроимпульс от блока 12 (фиг. 2, б).

Далее процесс стабилизации протекает аналогично.

Таким образом, подключение к входу блока управления положительной обрат ной связи выхода синхронизирующего блока позволяет достичь жесткой синхронизации схемы управления, которая практически исключает возможность самовозбуждения схемы управления из- за нестационарных процессов в процессе эксплуатации, из-за старения радиоэлементов, температурного воздействия окружающей среды, без применения специальных корректирующих RC- цепочек.

Длина пути и временной промежуток прохождения управляющего сигнала от объекта управления - выхода ВИП к исполнительному органу - силовым транзисторам регулируемого инвертора значительно сократились, что уменьшило вероятность проникновения внешней помехи в цепи управления и, как следствие нарушение стабилизации.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий транзисторный регулируемый инверл-ор, выходная обмотка трансформатора ко- ToporjD соединена через выпрямитель, LC-фильтр с выходными выводами, подключенными через реэистивный делитель к управляющему входу усилителя обратной связи, задающий генератор, выходами подключенный к синхронизирующему блоку и к первому входу фор мирователя управляющих импульсов, вторым входом подключенного к лерво му выходу усилителя обратной связи, а выходами - к управляющим входам транзисторов регулируемого инвертора, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности

1372533°

путем повышения КПД и помехоустойчивости, введен блок управляемой положительной обратной связи, силовая цепь которого подключена между выходным выводом преобразователя и управляющим входом усилителя обратной связи, вьпсод которого соединен с управляющим входом блока управляемой 0 положительной обратной связи, другой вход которого подключен к выходу синхронизирующего блока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках питания устройств. Цель изобретения - по- вьппение надежности путем повышения КПД и помехоустойчивости. Преобразователь содержит регулируемый инвертор на транзисторах 1-2, выходную обмотку трансформатора 6, резистор- ный делитель 16-17, усилитель 13 обратной связи, задающий генератор 10, синхронизирующий блок 12, формирователь 14 управляющих импульсов. Введение элемента 24 положительной обратной связи позволило исключить самовозбуждение схемы управления из-за нестационарных процессов при эксплуатации. 2 ил.

PllS.2