Преобразователь напряжения с защитой от асимметрии Советский патент 1988 года по МПК H02M3/337 

teMk

(

-L...J

W

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики, в частности в транзистор ных статических преобразователях напряжения,

Цель изобретения - повьшение надежности, снижение инерционности, уменьшение габаритных размеров, упрощение устройства.

На фиг, изображена функциональная схема устройства; на фиг,2 - прИ мер выполнения блока логической обработки, управляющего сигнала; на фиг,3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора 2., содержащего компаратор и интегратор, и с первым входом блока 3 логической обработки управляющего сигнала, выход широтно-импульс кого модулятора 2 подключен к второму входу блока 3 логической обработки управляющего сигнала, выходы которого соответственно подключены к базам и эмиттерам транзисторов 4 и 5 двухтактного усилителя 6 мощности, эмиттеры этих транзисторов подключены к соответствующему концу первичной обмотки выходного трансформатора 7, а коллекторы объединены и подключены к положительному входному выводу преобразователя, а отрицательный входной вывод через датчик 8 тока подключен к среднему выводу первичной обмотки выходного трансформатора 7, параллельно датчику 8 тока подключен пороговый элемент 9, выполненный на резисторах и транзисторе, выход порогового элемента подключен к второму входу широтно-импульсного модулятора 2, на третий вход которого поступает управляющий сигнал с вторичной обмотки выходного трансформатора 7,

Блок 3 логической обработки управляющего сигнала (фиг,2) содержит биполярный преобразователь сигнала, выполненный на D-триггере iO и двух элементах 2И-НЕ 11 и трансформаторе 12, двухканальный предварительный усилитель 13, вьшолненньй на транзисторах, резисторах и конденсаторах.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Устройство работает следующим образом.

Первый этап - асимметрии нет. Тактовая частота задающего генератора прямоугольных импульсов (фиг.З ) поступает на первый вход широтно- импульсного модулятора 2 (на вход интегратора) , На выходе интегратора получается пилообразный сигнал (фиг.З ) Этот сигна, поступает на вход элемента 2И-НЕ, Ни второй вход которого поступает сигнал с выхода порогового элемента 9, при отсутствии асимметрии на выходе которого всегда присутствует сигнал Г цифровой интегральной микросхемы. На выходе элемента получаем модулированный широт- но-импульсным модулятором сигнал (фиг,ЗЬ)э который инвертируется и поступает на второй вход блока 3 ло гической обработки управляющего скг- нала, на первый вход которого поступает тактовая частота от задающего генератора 1 прямоугольных импульсов В блоке 3 логической обработки управляющего сигнала сигнал с выхода широтно-импульсного модулятора преобразуется в два инверсных относительно друг друга биполярных сигнала (фиг,), Каждый из этих сигналов поступает соответственно на базы и эмиттеры транзисторов 4 и 5 двухтактного усилителя 6 мощности. Двухтактный усилитель 6 мощности усиливает поступаюпще сигналы и подает их на полуобмотки первичной обмотки выходного трансформатора 7, На датчике 8 тока образуется сигнал (фиг.З ), который поступает .на базу транзистора порогового элемента 9,,на эмиттер транзистора этот же сигнал поступает ослабленньм. На выходе порогового элемента 9 получается сигнал, уровень которого равен 1 цифровой интегральной микросхемы.

Второй этап - асимметрия есть. Асимметрия возникает вследствие неодинаковых параметров транзисторов двухтактного усилителя мощности 6, разных омического сопротивления и индуктивности полуобмоток первичной обмотки трансформатора 7, ошибки в работе компаратора.

При любой из этих причин возникает асимметрия и появляются токи под- магничивания сердечника выходного трансформатора 7, При этом сигнал на

датчике 8 тока изменяется и принимает форму, показанную на фиг.Зж.

Если всплески по заднему фронту превыиают заданный уровень порогово- . го элемента 9, он срабатывает и на его выходе появляется сигнал отклика на асимметрию (фиг.З ). Этот сигнал поступает на второй вход широтно-им- пульсного модулятора 2, а именно на компаратор. С учетом сигнала управления, поступающего с нагрузки 14, на выходе юиротно-импульсного модулятора получается сигнал (фиг.Зи), представляющий собой последователь- ность прямоугольных импульсов разной длительности, В блоке 3 логической обработки управляющего сигнала, биполярным преобразователем вьивляется плечо двухтактного усилителя 6 мощ- ности, в котором возник процесс асимметрии, при этом уменьшается длительность сигнала в базе транзистора этого плеча и увеличивается время рассасывания основных носителей заряда. Диаграммы сигналов на базах транзисторов двухтактного усилителя мощности показаны на фиг.Зк, л. После этого процесс асимметрии пропадает,

Таким образом, за счет выполнения датчика тока на резисторе отпадает необходимость в выполнении моточных элементов, чем упрощается конструкция выходного трансформатора. При этом упрощается пороговый элемент, состоящий из двух резисторов и одного транзистора, отпадает необходимость в использовании порогового элемента с детекторным выпрямителем,

Кроме того, благодаря подключению датчика тока к отрицательному входному выводу возможно подключение коллекторов транзисторов выходного двухтактного усилителя мощности к поло- жительнсму входному выводу, в результате эти транзисторы можно рас- на одном радиаторе без изоляции,

За счет использования меньшего

количества элементов в устройстве защиты от асимметрии уменьшаются габаритные размеры, снижается инерционность, повьшается быстродействие, увеличивается надежность.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения с еа- щитой от асимметрии, содержащий двухтактный усилитель мощности на транзисторах, выход задагацего генератора прямоугольных импульсов подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора и к первому входу блока логической обработки сигнала управления, к второму входу которого подключен выход широтно-импульсного модулятора, первый и второй выходы блока логической обработки сигнала управления подключены к соответствующим базам транзисторов, в силовую цепь которых включен датчик тока, вход порогового элемента подключен параллельно датчику тока, а выход соединен с вторым входом ииротно-импульс- ного модулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, коллекторы транзисторов объединены и подключены к первому входному выводу преобразователя, а датчик тока выполнен на резисторе, один выход которого подключен к среднему выводу первичной обмотки вьпсодного трансформатора, другой вывод - к второму вход- выводу преобразователя, блок логической обработки сигнала управления выполнен с двумя дополнительными выходами и содержит счетный Б-триг гер, вход которого является первым входом блока логической обработки сигнала управления, первый и второй элементы 2И-НЕ, входы которых подключены к выходам счетного D-тригге- ра, а вторые входы объединены и являются вторым входрм блока логической обработки сигнала управлений, а выходы через первый и второй транзисторные усилителя - к выводам первичной обмотки трансформатора, причем первый и второй выходы блока логической обработки сигнала управления подключены к базам соответствующего транзистора двухтактного усилителя мощности через соответствующий резистор, а третий и четвертый выходы подключены к эмиттерам соответствующих транзисторов и соответственно к первому и второму выводам первичной обмотки выходного трансформатора.

ю

s s

Г

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия..Преобразователь содержит задающий генератор прямоугольных импульсов 1, ииротно-импульсный модулятор 2, блок логической обработки управляющего сигнала 3, двухтактный усилитель мощности 6, силовые транзисторы 4, 5. Выполнение датчика тока 8 на резисторе, подключение объединенных коллекторов к положительному входному выводу и подключение одного конца датчика тока к отрицательному входному выводу обеспечивает возможность уменьшения путей прохождения импульсных помех, упрощение элементной базы. 3 ил. с Ё

a

5

LTLnjnjnJTJTJ

/ уч /ч / /, А

/ V -V

в

и

фие.З