Релейно-импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радио- и электроаппаратуры. .

Целью изобретения является повышение надежности работы путем устранения нерегулярности перемагничива- -ния магнитопровода трансформатора двухтактного преобразования постоянного напряжения.

На фиг.1 представлена функциональная -схема предлагаемого релейно-им- пульсного стабилизатора напряжения постоянного тока, на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит низкочастот- ный выпрямитель (с фильтром) 1 (фиг.1), двухтактный (ключевой) преобразовател 2 постоянного напряжения, высокочастотный выпрямитель (с фильтром) 3, усилитель 4 сигнала рассогласования, релейный элемент (например, триггер Шмитта) 5, первый 6, второй 7 ,j третий 8 и четвертый 9 элементы И, первый триггер 10, счетчик 11 импульсов (с емкостью п), счетчик 12 импульсов (с.емкостью п/2), инвертор 13, второй триггер 14, генератор 15 прямоугольных импульсов и усилитель 16 мощности. Низкочастотный выпрямитель 1,

гольных импульсов, а выход - со счетными входами счетчика 11 импульсов и первого триггера 10. Входы четвертого элемента И 9 подключены к выходу третьего элемента И 8 и неинвертирующему выходу первого триггера 10, а выход - к счетному входу счетчика 12 импульсов. R-входы.счетчиков 11 и 12 импульсов соединены с инвертирующим выходом первого триггера 10, R-вход которого, в свою очередь, подключен к п-му выходу счетчика 11 импульсов. Нулевой выход счетчика 12 импульсов через инвертор 13 соединен со счетным входом второго триггера 14 и вторыми входами первого 6 и второго 7 элементов И, третьи входы, которых подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему выходам второго триггера.

Стабилизатор работает следующим образом.

Изменение уровня выходного напряжения стабилизатора подается на усилитель 4 сигнала рассогласования, где сравнивается с опорным напряжением Upf, . Усиленный сигнал ошибки поступает на вход релейного элемента. 5. При достижении сигналом ошибки нижнего порога Unop.N срабатывания релейного элемента 5 с выхода последнего уровень 1 поступает на первые

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности работы путем устранения нерегулярности пе- ремагничивания магнитопровода трансформатора двухтактного преобразователя постоянного напряжения, Силовой канал включает в себя последовательно соединенные низкочастотный выпрямитель, преобразователь 2 постоянного напряжения и высокочастотный выпрямитель 3. Канал управления выполнен с использованием усилителя 4 сигнала рассогласования, релейного элемента 5, генератора 15 прямоугольных импульсов, элементов И 6,7, усилителя 16 мощности, обеспечивающих формирование разнесенных по времени управляющих сигналов для соответствующих транзисторов преобразователя 2. Благодаря введению в канал управления элементов И 8,9, счетчиков 11,12 импульсов, триггеров 10,14 и инвертора 13 достигается симметричность длительности управляющих сигналов и исключается вероятность захода в насыщение магнитопровода трансформатора преобразователя 2. Кроме того, за счет формирования паузы мезкду управляющими сигналами предотвращается возможность перекрытия открытых состояний транзисторов преобразователя 2. 2 ил. 075 / ffff SS (О со 4: КС

двухтактный преобразователь 2 посто- - входы элементов И 6 - 8, при этом

янного напряжения и высокочастотньш выпрямители 3 включены последовательно . Вход низкочастотного выпрямителя 1 соединен с выводами 17 и 18 для подключения сети переменного тока, Q а выход высокочастотного выпрямителя 3-е выводами 19 и 20 для подключения нагрузки. Один из входов усилителя 4 сигнала рассогласования подключен к выходу источника опорного напряжения и (не показан), а другой вход - к выходу высокочастотного выпрямителя 3. Вход релейного элемен та 5 соединен с выходом усилителя 4 сигнала рассогласования, а выход - с первыми входами первого 6 и второго 7 элементов И. Входы усилителя 16 мощности подключены к выходам первого 6 и второго 7 элементов И, а вы45

50

импульсы с выхода генератора 7 под водятся к счетному входу счетчика импульсов и через элемент И 9 - к счетному входу счетчика 12 импульс так как на второй вход элемента И поступает 1 с неинвертирующего в хода триггера 10. Счетчики 11 и 12 начинают работать в режиме счета и пульсов , так как на их R-входы пос пает О с инвертирующего выхода триггера 10. При поступлении перво импульса нулевой выход счетчика 12 перебрасывается в состояние О, а выход инвертора 13 - в состояние Такое состояние удерживается до по ступления на счетный вход счетчика 12 (п/2)-го импульса, который пере брасывает нулевой выход счетч:ик 12 в состояние 1, а выход инверт ра 13 - в состояние О. При посту лении (п/2+1)-го импульса процесс счета повторяется до поступления п импульса на счетные входы счетчико 11 и 12. При этом на п-м выходе сч

ходы - к управляющим входам двухтактного преобразователя 2 постоянного напряжения. Входы третьего элемента И 8 coe - инeны с выходами релейного элемента 5 и генератора 15 прямоу

импульсы с выхода генератора 7 подводятся к счетному входу счетчика 11 импульсов и через элемент И 9 - к счетному входу счетчика 12 импульсов, так как на второй вход элемента И 9 поступает 1 с неинвертирующего выхода триггера 10. Счетчики 11 и 12 начинают работать в режиме счета импульсов , так как на их R-входы поступает О с инвертирующего выхода триггера 10. При поступлении первого импульса нулевой выход счетчика 12 перебрасывается в состояние О, а выход инвертора 13 - в состояние 1. Такое состояние удерживается до поступления на счетный вход счетчика 12 (п/2)-го импульса, который перебрасывает нулевой выход счетч:ика 12 в состояние 1, а выход инвертора 13 - в состояние О. При поступлении (п/2+1)-го импульса процесс счета повторяется до поступления п-го импульса на счетные входы счетчиков 11 и 12. При этом на п-м выходе счетчика 11 формируется 1, которая, поступив Ha.R-вход триггера 10, пе- ребрасьшает его в противоположное состояние. 1 с инвертирующего выхода триггера 10 подводится к R-BXO- дам счетчиков 11 и 12, запрещая тем самым счет импульсов и подготавливая их к режиму счета. При этом п-й выход счетчика 11 перебрасьшается в состояние О, а нулевой выход счетчика 12 - в состояние 1. Следующий (п+1)-й импульс перебрасывает триггер 10, и процесс счета повторяется. В результате на выходе инвертора 13 формируются пары импульсов, длительность „п которых равна

имп т,,, (п/2-1),

где Т|. - период колебаний генератора 15;

п - число импульсов счета. При этом длительность паузы между импульсами равна Т . Образованные импульсы поступают на счетньш вход триггера 14 и на вторые входы элементов И 6,7, а к их третьим входам подводятся парафазные импульсы с выхода триггера 14. В результате на выходах элементов Е 6,7 формируются парафазные импульсы, сдвинутые один относительно другого на длительность паузы. Сформированные импульсы усиливаются по мощности усилителем 16 и поступают на управляющие входы двух тактного преобразователя 2 постоянного напряжения. Частот преобразования при этом равна

1

пр

П

При достижении выходным напряжением стабилизатора значения, при котором уровень сигнала ошибки достигает верхнего порога срабатьша- ния релейного элемента 5 последний перебрасьшается в состояние О. При этом происходит запрет прохождения импульсов генератора 15 через элемент И 8, одновременно блокируется прохожде ние формируемых импульсов на усилитель 16 мощности и снимается возбуждение с транзисторов преобразователя 2. С этого момента счетчики 11 и 12 импульсов находятся в ждущем режиме и их состояния хранят информацию о фазе и длительности последнего управ- л ющего сигнала. Выходное напряжение

0

5

0

5

30

35

40

45

50

5

стабилизатора начинает снижаться и при достижении уровня, при котором релейный элемент 5 перебрасывается в состояние 1, начинается счет импульсов. При этом длительность первого сформированного импульса такова, что суммарная длительность предыдущего и сформированного импульсов не превышает . Тем самым достигается симметричность длительности сигналов, управляющих преобразователем 2, и исключается вероятность захода в насыщение магнитопровода трансформатора.

Временные диаграммы по фиг.2 поясняют работу стабилизатора при числе импульсов .

В предлагаемом устройстве исключена также возможность перекрытия открытых состояний транзисторов преобразователя 2 за счет формирования паузы между управляющими сигналами.

Формула изобретения

Релейно-импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательно включенные низкочастотный выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения первичной сети переменного тока, двухтактный преобразователь постоянного напряжения с трансформаторным выходом и высокочастотньш выпрямитель, выход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, один из входов которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а другой вход - к выходу высокочастотного выпрямителя, релейньш элемент, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала рассогласования, а выход - с первыми входами первого и второго элементов И, усилитель мощности, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И, а выходы - к управляющим входам двухтактного преобразователя постоянного напряжения, генератор прямоугольных импульсов, отличающийся тем, что с целью повышения надежности работы путем устранения нерегулярности перемагничива- ния магнитопровода двухтактного трансформатора преобразователя постоянного напряжения, в него введены третий и четвертый элементы И, счетчик п импульсов, счетчик п/2 импульсов, первьй и второй триггеры, инвертор, причем входы третьего элемента И соединены с выходами релейного элемента и генератора прямоугольных импульсов , а выход - со счетными входами

-счетчика п импульсов и первого триг- гера, входы четвертого элемента И подключены к выходу третьего элемента И и неинвертирующему выходу первого триггера, а выход - к счетному

ю

74201 6

входу счетчика п/2 импульсов, R-BXO- ды обоих счетчиков импульсов -соединены с инвертирующим выходом первого триггера, п-й выход счетчика п импульсов подключен к R-входу первого триггера,- нулевой выход счетчика п/2 импульсов через инвертор соединен со счетным входом второго триггера и вторыми входами первого и второго элементов И, третьи входы которых подключены соответственно к неинвертирующему- и инвертирующему выходам второго триггера.