Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M3/337 

4::

ОС

а:

ОС ОС

Риг.1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников спектрр- питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение надежности защиты преобразователя при ава- рийных ситуациях.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений в характерных точках.

Стабилизирующий преобразователь по- стоянного напряжения содержит задающий генератор 1 тактовых импульсов, подключенный к входу счетного триггера 2 и инвертора 3, которые через блок селекторов-формирователей 4 управляют двухтактным усилителем 5 мощности с трансформаторным выходом, выполненным по полумостовой схеме, который через выпрямитель 6 и фильтр 7 подключен к нагрузке 8. Параллельно с нагрузкой подключена схема 9 сравнения, сравнивающая напряжение на нагрузке с опор- ным напряжением, выход которой через элемент ИЛИ 10 соединен с первым входом элемента И-НЕ И. К второму входу элемента И-НЕ подключен выход генератора 1 тактовых импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ.

Блок селекторов-формирователей 4 содержит два селектора-формирователя 12 и 13, первые входы которых подключены -соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера 2, а вторые входы - к выходу инвертора 3. Усилитель 5 мощ,- ности содержит коммутирующие транзисторы 14 и 15, управляемые соответственно селекторами-формирователями 12 и 13, трансформатор 16 и коммутирующие конденсаторы 17 и 18. Между общей точкой транзисторов 14 и 15 и минусом источника напряжения подключен делитель 19 напряжения с одним выходом, а к источнику напряжения - делитель 20 напряжения с двумя выходами. Выход делителя 19 подключен к входу опорного напряжения двух- уровневого компаратора 21, выход с высоким потенциалом делителя 20 - к входу верхнего порогового напряжения, а выход с низким потенциалом делителя 20 - к входу нижнего порогового напряжения двухуровневого компаратора 21. В качестве двухуровневого компаратора 21 может быть использован отдельный (специальный) элемент или два одноуровневых компаратора 22 и 23 (фиг. 1). Выход .двухуровневого компаратора 21 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 10.

Преобразователь работает следующим образом.

В нормальном режиме генератор 1 выдает кратковременные однополярные импуль- сы (диаграмма А), которые через счетный триггер 2 (диаграммы Б и В) и параллельно подключенный инвертор 3 (диаграмма Г) поступают на входы сблекторов-формирова

5

0 0 5

0

5

0

5

5

0

телей 12 и 13. Соединения между генератором 1, счетным триггером 2, инвертором 3 и селекторами-формирователями 12 и 13 обеспечивают появление на выходе селекторов-формирователей поочередно импульсов управления (диаграммы Д и Е) усилителем 5 мощности с паузой между ними, равной длительности импульсов генератора 1. Транзисторы 14 и 15 усилителя 5 мощности поочередно открываются (диаграммы Ж и И), напряжение через трансформатор 16, выпрямитель 6 и фильтр 7 поступает на нагрузку 8.

При каждом срабатывании транзисторов 14 и 15 на первом делителе 19 напряжения, а следовательно, и на его выходе меняется напряжение (диаграмма К), оно максимально при включении транзистора 14 и практически равно нулю при включении транзистора 15, а в паузе равно среднему значению. Вследствие этого выходное напряжение делителя 19 при включении транзистора 14 больще верхнего порогового напряжения, снимаемого с первого выхода второго делителя 20, а при включении транзистора 15 - меньще нижнего порогового напряжения, снимаемого с второго выхода делителя 20. Поэтому при каждом включении транзисторов 14 и 15 на выходе двухпо- рогового компаратора 21 появляется высокий потенциал (диаграмма Л), который через элемент ИЛИ 10 поступает на первый вход элемента И-НЕ 11. При очередном импульсе генератора 1 на выходе элемента И-НЕ 11 появляется низкий потенциал (диаграмма М), запрещающий работу генератора 1 до тех пор, пока на первом входе элемента И-НЕ 11 сохраняется высокий потенциал. При этом на выходе генератора 1 также сохраняется вь1сокий потенциал.

Так как запрет на работу генератора 1 поступает после появления на выходе генератора очередного импульса, т. е. при снятии импульса управления с входа транзистора 14 или 15, то запрет на работу генератора 1 действует кратковременно и при нормальном режиме не оказывает влияния на работу преобразователя.

Если напряжение на нагрузке 8 превышает заданное значение в момент времени t, то на выходе устройства 9 сравнения появляется высокий потенциал (диаграмма Н), который через элемент ИЛИ 10 поступает на первый вход элемента И-НЕ 11. При очередном такте генератора на его управляющем входе появляется низкий потенциал, запрещающий работу генератора. Оба транзистора 14 и 15 остаются выключенными до тех пор, пока напряжение на нагрузке 8 не станет меньше установленного значения (момент времени /2)- После этого на выходе устройства 9 сравнения устанавливается низкий потенциал, запрет с управляющего входа генератора 1 снимается и транзисторы 14 и 15 начинают поочередно переключаться. Таким образом, стабилизаинвертор с выходным трансформатором, выполненный по полумостовой схеме, выходной выпрямитель с фнльтром, к выходу которого подключен узел обратной связи, узел управления, состоящий из двух селекторов импульсов, выходами подключенными к входам управления силового инвертора, первые входы которых подключены к выходам счетного триггера, а вторые объединенньш входы - к выходу логического инвертора, вход

ция напряжения на нагрузке осуществляется подачей на выход пачек импульсов. В случае повреждения одного из силр- в.ых элементов усилителя мощности, например транзистора 15, в момент времени /з5 сигналом с выхода двухуровневого компаратора 21 аналогичным образом подается запрет на работу генератора 1, преобразователь прекращает работу, предотвращая

выход из строя других силовых элементов.дт I J, ,.,,„ .-,--,„

Так же происходит выключение и при пробое 9 которого подключен к выходу генератора

или обрыве одного конденсатора 17 или 18.тактовых импульсов и входу счетного тригСхема управления транзисторами 14 и 15гера, а также логические элементы ИЛИ и построена таким образом, что в любом слу-2И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью чае после снятия сигнала запрета с задаю-повыщения надежности защиты преобразо- щего генератора включается тот транзистор, вателя в аварийных ситуациях, введен з два который был в выключенном состоянии приделителя напряжения и двухпороговый ком- поступлении сигнала запрета, благодаря че-паратор, выход которого подключен к пер- му предотвращается односторонее перемаг-вому входу элемента ИЛИ, входы нижнего ничивание сердечника трансформатора 16 ии верхнего порогов указанного компарато- его насыщение.рз - с выходом первого делителя, вклюИспользование изобретения полностью20 ченного между общей точкой транзисторов исключает возможность появления сквозныхсилового инвертора и минусовым входным токов, обеспечивает контроль исправноговыводом, входы верхнего и нижнего порогов состояния силовых элементов и прекраще-указанного компаратора - с выходами вто- ние- работы преобразователя при появлениирого делителя, включенного между вход- неисправности, что предотвращает выход из25 ьши выводами силового инвертора, при

этом выход узла обратной связи подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента 2И-НЕ, вторым входом подключенным к выходу генератора тактовых импульсов, а выхо- стоянного напряжения, содержащий силовой 30 дом - с входами управления последнего.

строя других элементов.

Формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь по-.

инвертор с выходным трансформатором, выполненный по полумостовой схеме, выходной выпрямитель с фнльтром, к выходу которого подключен узел обратной связи, узел управления, состоящий из двух селекторов импульсов, выходами подключенными к входам управления силового инвертора, первые входы которых подключены к выходам счетного триггера, а вторые объединенньш входы - к выходу логического инвертора, вход

дт I J, ,.,,„ .-,--,„

которого подключен к выходу генератора

Изобретение относится к преобразовательной технике и применимо при разработке источников электропитания. Цель - повышение надежности заш.иты .от сквозных токов и предотвращение выхода из строя исправных элементов силового каскада при аварийных ситуациях. Преобразователь содержит силовой инвертор 3, выполненный на полумостовой схеме с узлом управления, СОСТОЯШ.ИМ из двух селекторов 4, генератора 1 тактовых импульсов, счетного триггера 2 и логического инвертора 3. Введение двух делителей 19, 20 и двухпорого- вого компаратора 21, их связи между собой и с логическими элементами ИЛИ 10, 2И- НЕ 11 и узлом 9 обратной связи исключают возможность появления сквозных токов и обеспечивают контроль исправного состояния силовых элементов и отключение преобразователя в аварийных ситуациях. Схема управления-построена таким образом, что в любом случае после снятия сигнала запре- та с генератора 1 включается тот транзис- S тор, который был в выключенном состоянии при поступлении сигнала запрета, что предотвращает одностороннее перемагничивание сердечника трансформатора и его насыщение. 2 ил. (Л

П Г П П