Стабилизированный конвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

210,

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - упрощение и повыщение надежности работы. Силовую часть уо тройства составляют последовательно включенные однотактный преобразователь напряжения с транзисторным ключом 4 и силовым трансформатором 5 и силовой блок 6 выпрямления и фильтрации. Управление преобразователем напряжения осуществляется с помощью блока 12 управления, в который входят последовательно включенные измерительный орган 13, диод 14, широтно-импульсный модулятор 15 и импульсный усилитель 16, подключенный через коммутирующий трансформатор с обмотками 10, 11 к управляющему входу транзисторного ключа 4 преобразователя напряжения. 8устройстве имеется также укороченная петля обратной связи, состоящая из трансформатора тока с обмотками 8, 9и вспомогательного блока 18 выпрямления и фильтрации. Особенностью устройства является выполнение трансформатора тока и коммутирующего трансформатора на одном и том же магнйто- проводе 7. Подобное совмещение трансформаторов обеспечивается за счет введения в цепь управления транзистор- ,, ным ключом 4 дополнительного резисто- р ра 19 смещения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл

--ni -иг:

}f-

trz

г:

trzB

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектрсшной аппаратуры.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности работы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого стабилизиро- ванного конвертора в совокупности с другим аналогичным конвертором при их параллельном включении; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу отдельных составных узлов.

Каж;и 1Й из конверторов 1 и 2 (фиг.1) содержит блокировочный конденсатор 3, однотактный преобразователь с транзисторным ключом 4 и силовым трансформатором 5, силовой блок 6 выпрямления и фильтрации выполненные на одном и том же магнитопроводе 7,трансформатор тока с первичной 8 и вторич

ной 9 обмотками и коммутирующий транс-25 ционирование вспомогательной укоро

форматор с первичной 10 и вторичной 11 обмотками, блок 12 управления с измерительным органом 13, диодом 14, широтно-импульсным модулятором 15, импульсным усилителем 16 и балластным резистором 17, вспомогательный блок 18 выпрямления и фильтрации (со слабоинтегрирующим фильтрующим звеном) и резистор 19 смещения.

Позициями 20-23 по схеме обозначены входные вьшоды конверторов 1 и 2 предназначенные для подключения первичных источников постоянного напряжения, а позициями 24-27 - их выходные выводы, предназначенные для подключения нагрузки. Позиции 28 и 29 присвоены соединительным выводам, ис пользуемьЕ 1 для параллельного включения конверторов 1 и 2.

Преобразователь напряжения (зле- менты 4 и 5) и силовой блок 6 выпрямления и фильтрации включены в конверторе 2 пси ледовательно между выводами 22, 23 и 26, 27. Первый вход блока 12 управления соединен с выводами 26 27, второй вход через вспомогательный блок 18 выпрямления и фильтрагщи - со вторичной обмоткой 9 трансформатора тока, включенного первичной обмоткой 8 в цепь транзисторного ключа 4 преобразователя напряжения, а выход через коммутирующий трансформатор с обмотками 10 и 11 - с управляющим входом транзисторного ключа 4. РезисQ5

0

тор 19 смещения включен последовательно с вторичной обмоткой 11 коммутирующего трансформатора.

В блоке 12 управления вход измерительного органа 13 является первым входом блока. Первый вход широтно- импульсного модулятора 15 через диод 14 подключен к выходу измерительного органа 13, а второй вход с последовательно включенным балластным резистором 17 является вторьп входом блока. Вход импульсного усилителя 16 соединен с выходом широтно-импульсного модулятора 15, а выход является выходом блока.

Работа описываемого конвертора базируется на классическом компенсационном принципе регулирования транзисторного однотактного преобразователя напряжения с целью поддерж ания выходного напряжения на заданном уровне.

Нетипичным является только функ0

5

0

5

ченной петли обратной связи, устраняющей модуляцию тока коллектора транзисторного ключа 4 пульсациями и нестабильностью входного напряжения

конвертора,

Выходной ток блока 12 управлени, поступающий в первичную обмотку 10 коммутирующего трансформатора и отпирающий транзисторньш ключ 4, является незначительным по величине и обеспечивает лишь начальный режим вывода последнего из режима отсечки тока. Режим насыщения транзисторного ключа 4 достигается за счет пропорционально-токовой обратной связи, осуществляемой с помощью обмотки 8 трансформатора тока. Вследствие этого при формировании рабочего импульса тока в первичной обмотке силового трансформатора 5 ток, текущий по вторичной обмотке 11 коммутирующего трансформатора, примерно пропорционален току i (фиг.2а,) коллектора транзисторного ключа 4. При наличии в цепи вторичной обмотки 11 резистора 19 смещения напряжение на ней, а также напряжение U (фиг. 26) на вторичный обмотке 9 трансформатора тока будут также примерно пропорциональны току 14- Это свойство используется для формирования сигнала управления, передаваемого по указанной петле обратной связи.

Модуляция тока i пульсациями и нестабильностью питающего конвертор напряжения устраняется следующим образом. Если в период формирования импульса тока i входное напряжение получает, например, положительное приращение, то в результате увеличения напряжения на первичной обмотке силового трансформатора 5 получает соответствующее приращение и текущий через нее ток i. В соответствии с изложенным приращение получает и напряжение на обмотке 9 трансформатора тока. Увеличивающееся напряжение на обмотке 9, проходя через вспомо- гательньй блок 18 вьшрямления и фильрации и балластный резистор 17, увеличивает потенциал, вьиитающийся в пшротно-импульсном модуляторе 15 из потенциала, соответствующего усиленному сигналу ошибки выходного напряжения конвертора (фиг. 2в, г). В результате оперативно увеличивается скважность следования импульсов тока i,, прерывающая их амплитудное приращение. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока амплитуда им- пульсов тока i превышает усредненну

величину тока коллектора транзисторного ключа 4 за предшествующий режим. Аналогично осуществляется коррекция уменьшения амплитуды тока i, вызванная снижением входного напряжения конвертора.

При параллельной работе стабилизи- рованных конверторов 1 и 2 их входы с вьшодами 28 и 29 связаны между собой, в результате на оба широтно-им- пульсных модулятора 15 приходит одно общее управляющее напряжение с того из измерительных органов 13, который имеет наиболее высокую уставку выходного напряжения.

Измерительный орган 13 другого стабилизированного конвертора не ока- зьшает влияния, будучи отключенным своим диодом 14, смещенным обратным напряжением. При равенстве токов, текущих через транзисторные ключи 4 в конверторах 1, 2, равны корректирую- щие напряжения на выходах вспомогательных блоков 18 выпрямления и фильтрации. При нарушении равенства распределения токов между конверторами 1 и 2 нарушится равенство потенциалов на соответствующих входах широтно- импульсных модуляторов 15, что измени

5 0 5

0

0

5

4

скважность коммута1Ц1и транзисторных ключей 4, увеличив ее в одном конверторе и снизив в другом. В результате нарушение равенства распределения токов будет устранено.

Данное техническое решение по реализации стабилизированного конвертора с вспомогательной укороченной петлей обратной связи, в которой трансформатор тока совмещен на одном магнитопро- воде с коммутирующим трансформатором, проще, надежнее и требует меньшие габариты.

Формула изобретения

«i

a

0

Ug

H