Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1989 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл построения вторичных источников питания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем гальванической развязки входных и выходных цепей и повышение надежности.

На чертеже приведена принципиальная схема изобретения.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит две однотактные ячейки 1,2с управляющими входами. Выходы однотактных ячеек 1, 2 через соответствующие выпрямители с LCD-фильтрами З, 4 образуют два канала 5, 6 выходного напряжения. Узел 7 гальванической развязки цепей обратной связи выполнен на трансформаторном блоке 8 с двумя первичными 9, 10 и двумя вторичными 11, 12 обмотками. Выводы вторичных обмоток 11, 12 через соответствующие развязывающие диоды 13, 14 подключены согласно к выходам соответствующих каналов 5, 6. Выводы первичных .обмоток 9, 10 трансформаторного блока 8 узла 7 соединены с общим выводом источника питания цепей управления и с аналоговым выходами управляющих ключей 15, 16 узла 7. Аналоговые входы ключей 15, 16 подключены к управляющим выводам транзисторов 17, 18 узла 7, а управляющие входы соединены с управляющими входами широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 19. Другие выводы первичных обмоток трансформаторного блока 8 узла 7 через ограничивающие резисторы 20, 21 и транзисторы 17, 18 подключены к положительному выводу источника питания цепей управления +Е и одновременно через диоды 22, 23 узла 7 5

ко входу цепи 24 обратной связи. Выход цепи 24 подключен к управляющему входу широтно-импульсного модулятора 19, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам ячеек 1, 2, Широтно-импульсный модулятор 19 включает генератор 25, выход которого подключен ко входу формирователя 26 тактовых импульсов,

О первый выход которого соединен со счетным входом счетного триггера 27.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное работает следующим образом.

При включении основного источника питания (+Е) начинает работать генератор 25 ШИМа 19. Импульсы напряжения с выхода генератора 25 поступают на вход формирователя 26. На втором выходе формирователя 26 в каждый период работы генератора 25 образуется короткий импульс, поступающий на первые входы элементов ИЛИ 28, 29. С первого выхода формирователя 26 импульсы напряжения подаются на С-вход счетного триггера 27, который делит их частоту на два. Первый и второй выходы счетного триггера 27 подключены ко вторым входам элементов ИЛИ 28, 29. Элементы ИЛИ 28, 29 увеличивают длительность импульсов напряжения лог. 1 счетного триггера на величину, равную длительности импульсов формирователя 26. Таким образом, на

5 выходах элементов 28, 29 формируются неперекрывающиеся импульсы напряжения лог. О, сдвинутые друг относительно друга на период работы генератора 25. Эти импульсы поступают на

0 первые входы, а импульсы модулятора 30 - на вторые входы элементов И 31 , 32 и служат для ограничения максимальной длительности широтно-мо дули- рованных импульсов. Импульсы напря0

5

0

5

жения, снимаемые с выходов элементов И 31, 32, управляют работой транзисторных ключей однотактных ячеек 1, 2 В момент поступления напряжения лог. О на вход однотактной ячейки

14

1 или 2 через первичную обмотку силового трансформатора однотактной ячейки протекает ток от основного источника питания. При поступлении на вход однотактной ячейки лог. 1 силовой транзистор форсированно запирается и ток от основного источника питания через первичную обмотку силового транзистора не протекает. Выходом однотактных ячеек 1,2 являются вторичные обмотки силовых трансформаторов. Импульсы напряжения с выхода однотактных ячеек 1, 2 проходят через соответствующие выпрямители с LCD-фильтрами 3, 4, сглаживаются и образуют два канала 5, 6 выходного постоянного напряжения. Стабилизация выходного напряжения при изменении нагрузки осуществляется путем широтно- импульсной модуляции импульсов управляющих работой однотактных ячеек 1 и 2. Обратная связь обеспечивается работой узла 7. С элементов ИЛИ 28, 29 на узел 7 поступают импульсы на .логические входы ключей 15, 16. Ключи 15, 16 служат для согласования выхода логики с базовыми цепями транзисторов 17, 18. В момент открытого состояния одного из каналов ключей 15 или 16 обеспечивается протекание тока базы транзисторов 17 или 18 и соответственно прохождение тока через соответствующую первичную обмотку 9 или 10 трансформаторного блока 8, Импульсы напряжения, появляющиеся на вторичных обмотках 11, 12 трансформаторного блока 8, ограничиваются

10

15

35696

тавляющей пилообразного напряжения на управляющем входе ШИМа 19 (на неинвертирующем входе компаратора входящего в состав модулятора 30). На инвертирующий вход компаратора подается опорное напряжение. Пилообразное напряжение формируется каждый период работы генератора 25 цепью, входящей в состав модулятора 30. На выходе компаратора для устранения дрожания импульсов включен асинхронный RS-триггер. Таким образом, уменьшение постоянной составляющей пилообразного напряжения, вызванное увеличением выходного напряжения каналов 5 и 6, приводит к уменьшению длительности

i

импульс а напряжения лог. 1, снимаемого с модулятора 30. Аналогично при уменьшении выходного напряжения какого-либо канала выходного напряжения происходит увеличение длительности импульса напряжения лог. t, снимаемого с модулятора 30. Таким образом, обратная связь обеспечивает постоянство напряжения каждого канала выходного напряжения при всех дестабилизирующих факторах.

Изобретение осуществляет гальваническую развязку входных и выход- , ных цепей при помощи введенного узла обратной связи.

20

25

30

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное-, содержащий две однотактные ячейки, входами подключенные параллельно к входным выводам, выходами через соответствующие выпрямители с LCD-фильтрами - к соответствующим выходным выводам, а управляющими входами - к соответствующим выходам широтно-импульсного модуля

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для вторичных источников электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения гальванической развязки входных и выходных цепей. Изобретение может быть использовано при построении источников электропитания. С помощью введенного узла гальванической развязки цепей обратной связи 7, подключенного входами к выходам двух однотактных ячеек 1,2, с использованием цепи обратной связи 24 и широтно-импульсного модулятора 19, обеспечивается симметрия напряжений выходных каналов при изменении тока нагрузки в широких пределах. 1 ил.

50

по амплитуде величиной выходного пос- 45 т°Ра управляющий вход которого сое- тоянного напряжения каналов 5, 6. В соответствии с коэффициентом трансформации также ограничивается амплитуда импульсов напряжения на первичных обмотках трансформаторного блока 8. Импульсы напряжения с первичных обмоток 9, 10 трансформаторного блока 8 через диоды 22, 23 узла 7 проходят на вход цепи обратной связи 24. Увеличение напряжения на выходе любого из каналов 5, 6 приводит к уменьшению сопротивления транзистора цепи 24 обратной связи и тем самым к уменьшению постоянной сос55

динен с выходом цепи обратной связи отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем гальванической развязки и повышения надежности, введен узел гальванической развязки цепей обратной связи , который выполнен на трансформаторном блоке с двумя первичными и двумя вторичными обмотками,, выводы каждой из которых через развязывающий диод подключены согласно к соответствующим выходным выводам, при этом одни выводы первичных обмоток трансформаторного бло

т°Ра управляющий вход которого сое-

динен с выходом цепи обратной связи отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем гальванической развязки и повышения надежности, введен узел гальванической развязки цепей обратной связи , который выполнен на трансформаторном блоке с двумя первичными и двумя вторичными обмотками,, выводы каждой из которых через развязывающий диод подключены согласно к соответствующим выходным выводам, при этом одни выводы первичных обмоток трансформаторного бло7 14835698

ка узла гальванической развязкидругие выводы первичных обмоток трансцепей обратной связи соединены с об- форматорного блока узла гальваничес- щим выводом источника питания цепей кой развязки цепей обратной связи управления и с аналоговыми выходами,- через ограничивающие резисторы и управляющих ключей узла гальваничес-транзисторные ключи узла гальвани- кой развязки цепей обратной связи,ческой развязки цепей обратной связи аналоговые входы которых подключеныподключены к положительному выводу к управляющим выводам транзисторныхисточника питания цепей управления и ключей узла гальванической разв;гзкиЮ одновременно через развязывающие ди- цепей обратной связи, а управляющиеоды узла гальванической развязки це- входы соединены с управляющими выхо-пей обратной связи - к входу цепи об- дами широтно-импульсного модулятора,ратной связи.