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

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников электропитания.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности путем исключения перегрузок по току транзисторов инвертора при включении на большую емкостную нагрузку и отключении.

На чертеже показана функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит сетевой вы- прямитель 1 с фильтром 2, выход которого подключен к входу инвертора 3, который через разделительный трансформатор соединен с выходным выпрямителем 4 и фильтром 5. Выход фильтра 5 подключен к резисторно- му делителю 6. средняя точка которого сое- дине на с одним из входов усилителя 7 постоянного тока, второй вход усилителя постоянного тока соединен с выходом источника 8 эталонного напряжения. Выход усилителя 7 постоянного тока подключен к одно- му из входов компаратора 9, другой вход компаратора соединен с выходом генератора 10 пилообразного напряжения, выход которого соединен с выходом задающего генератора 11. Выход компаратора соединен с входом формирователя 12 импульсов, выход которого соединен с входом транзисторного инве)тора 3. К сети электроснабжения подключен разделительный трансформатор 13, к вторичной обмотке которого подключен выпрямитель 14 со стабилизатором 15. К вы- ходу усилителя 7 постоянного тока подключен узел 16 плавного пуска. Последний состоит из транзистора 17, ограничительного резистора 18, диодного моста 19 - 22 и конденсатора 23. К входу усилителя 7 постоянного тока подключена цепь из -конденсатора 24,транзистора 25, резистора 26 второй вход узла плавного пуска подсоединен к базе транзистора 25, эмиттер которого соединен с вторым выводом стабилизатора 15, коллектор с точкой соединения первого вывода резистора 26 и обкладкой конденсатора 24, другая обкладка которого соединена с выходом стабилизатора, второй выход резистора 26 соединен с инвертируюшим входом усилителя постоянного тока.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Выпрямитель 1 преобразует переменное напряжение сети в постоянное. С выхода фильтра сглаженное напряжение поступает на транзисторный инвертор 3, где преобразуется в переменное напряжение прямоугольной формы повышенной частоты, которое через разделительный трансформатор поступает на выпрямитель 4 и сглаживается фильтром 5.

С выхода фильтра 5 напряжение подается на резисторный делитель, с, выхода которого напряжение обратной связи поступает

0 0 5 0

о

на инвертирующий вход усилителя 7. Неинвертирующий вход усилителя 7 подключен к источнику 8 эталонного напряжение. С выхода усилителя 7 напряжение поступает на один из входов компаратора 9, где сравнивается с пилообразным напряжением генератора 10, который запускается импульсами задающего генератора 11.

Формирователь 12 импульсов образует из импульсного напряжения компаратора 9 две импульсные последовательности, необходимые для управления транзисторами инвертора 3, гальванически развязанные от сети.

Для питания узлов щиротно-импульсно- го модулятора служит трансформатор 13 с выпрямителем 14 и стабилизатором 15. В момент включения (отключения) входного напряжения транзистор узла 16 плавного пуска открыается зарядным (разрядным) током конденсатора 22 узла 16 плавного пуска и щунтирует выход усилителя 7 постоянного тока широтно-импульсного модулятора, что определяет минимальную длительность им- nyvibcoB управления на выходе формирователя 12 импульсов и, следовательно, минимальный ток через транзисторы инвертора 3. По мере заряда конденсатора 23 узла 16 плавного пуска по цепи: вывод б стабилизатора 15, переход эмиттер - база транзистора 25 зарядной цепи, конденсатор 23, диод 22, резистор 18, переход база - эмиттер транзистора 17, диод 20, вывод а узла плавного пуска - транзистор 17 постепенно закрывается и напряжение на выходе усилителя 7 увеличивается, что приводит к постепенному расширению длительности импульсов до выхода преобразователя на режим. При включении преобразователя на большую емкостную нагрузку постоянная времени выходного фильтра получается увеличенной по сравнению с расчетны.м значением и появление напряжения на входе усилителя постоянного тока происходит с запаздыванием. Когда транзистор 17 узла плавного пуска закрывается и перестает оказывать влияние на работу источника, а напряжение на инвертирующем входе усилите ля 7 постоянного тока ввиду больщой постоянной времени еще не достигло номинального напряжения, возможен момент, когда напряжение на входе усилителя с источника эталонного напряжения превышает напряжение на инвертирующем входе усилителя постоянного -тока, что вызовет расщирение импульсов и приведет к перегрузке транзисторов инвертора.

Для исключения перегрузки и перерегулирования введена цепь, состоящая из кон5 денсатора 24, транзистора 25 и резистора 26. При включении преобразователя зарядный ток конденсатора 23 узла 16 плавного пуска протекает от точки б стабилизатора по базо5

0

эмиттерному переходу транзистора 25 и от- кры.вает его. При этом конденсатор 24 заряжается от точки б стабилизатора через переход эмиттер-коллектор транзистора 25, конденсатора 24 и вывода а стабилизатора. 5 Напряжение с конденсатора 24 через введенный резистор 26 подается на инвертирующий вход усилителя 7 и переводит eVo в состояние, приводящее к сужению импульсов

жения. Выбором постоянной времени вводимой цепи можно в определенных пределах изменять крутизну подъема выходного напряжения.

Изобретение позволяет повысить функциональную надежность преобразователя путем уменьшения влияния емкостной нагрузки на плавность нарастания выходного напряжения, отсутствием перегрузки транкои величины, которая приводит к сильному возрастанию длительности выходных импульсов компаратора и возникновению переФормула изобретения

компаратора 9, т.е. его действие аналогично . зисторов и перерегулирования выходного действию напряжения, поступающего от уз-напряжения при работе на большую емкостла 16 плавного пуска.ную нагрузку.

По мере заряда конденсатора 23 узлаДанный эффект нельзя получить измене16 плавного пуска транзистор 17 закрывает-нием постоянного времени узла плавного

ся и перестает оказывать влияние на рабо-пуска, так как запаздывание нарастания

ту источника, транзистор 25 зарядной цепи 15 выходного напряжения сохраняет выходное тоже закрывается и заряд конденсатора 24напряжение усилителя постоянного тока тапрекращается. Однако длительность импульсов с выхода формирователя импульсов на входе транзисторного инвертора не увеличивается, так как усилитель 7 выдает на- ,,, грузки транзисторов инвертора пряжение рассогласования, которое ограничивает расширение импульсов компаратора 9 По мере разряда конденсатора 24 по цепи через резистор 26 и резистивный де аиПреобразователь постоянного напряже- 25 ния в постоянное по авт. св. № 1192066, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности путем исключения перегрузок по току транзисторов инвертора при включении на большую емкост- JQ ную нагрузку и отключении, введены цепь из резистора, конденсатора и транзистора, база которого соединена с вторым входом узла плавного пуска, эмиттер - с первым выводо.м стабилизатора, коллектор - с точкой соединения первых выводов упомянутого на любую нагрузку и с любой постоянной 35 резистора и конденсатора, второй вывод ко- времени усилителя постоянного тока. Вели-торого соединен с вторым выводом стабичина резистора 26 должна выбираться излизатора, а второй вывод резистора подклюусловия получения на и-нвертирующем вхо-чен к инвертирующему входу усилителя поде усилителя 7 напряжения, превыщающегостоянного тока широтно-импульсного .модутель 6 происходит расширение импульсов компаратора 9 и увеличение выходного напряжения. При этом по мере увеличения выходного напряжения скорость разряда конденсатора 24 уменьшается, что увеличивает плавность выхода преобразователя на режим.

Действие введенной цепи продолжается после отключения узла плавного пуска, т.е. всегда напряжение на инвертирующем входе усилителя постоянного тока будет пре- выщать опорное при включении источника

напряжение источника 8 эталонного напрялятора.

жения. Выбором постоянной времени вводимой цепи можно в определенных пределах изменять крутизну подъема выходного напряжения.

Изобретение позволяет повысить функциональную надежность преобразователя путем уменьшения влияния емкостной нагрузки на плавность нарастания выходного напряжения, отсутствием перегрузки тран зисторов и перерегулирования выходного напряжения при работе на большую емкосткои величины, которая приводит к сильному возрастанию длительности выходных импульсов компаратора и возникновению перегрузки транзисторов инвертора

Формула изобретения

нзисторов инвертора

лятора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пита: НИИ электро- и радиоустройств. Цель изоб- оетения - повышение функциональной надежности путем исключения перегрузок по току транзисторов инвертора при включении на большую емкостную нагрузку и отключении. При включении преобразователя на г)о. емкостную нагрузку постоянная времени вы.ходного фильтра увеличена по сравнению с расчетным значением и появление напряжения на входе усилите.чя 7 происходит с запаздыванием. В резу.1.таге к моменту прек1)ан1ения действия узла п.чав ного пуска U1 может быть превышение опорного напряжения на входе уси. 1ите:1я 7 ио сравнению с нанряжением на инвергпрчю- HieM входе усилителя 7, что вызывает пере- гру.зку транзисторов. Для исключе1П1я перегрузки введена пепь из конденсатора 2-1, транзистора 25. резистора 26. Действие цепи нродо.1жается noc:ie отключения узла ii. iaii- ного iivcKa 16, т.е. всегда напряжение па ин- верт1 рук)1пем входе будет превыпиггь опорное п.ри вк.1ючении на больп1ую емкоетн :с. нагрузку.1 ил. ее (Л С