Стабилизирующий преобразователь напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям напряжения вторичных источников питания, работающих от сети по- стоянного тока с резко меняющимся напряжением, например в системах элект- ронного зажигания карбюраторного двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является улучшекие качества выходного напряжения путем ослабления влияния скачкообразных изменений входного напряжения.

На фиг.1 приведена функциональная схема стабилизирующего преобразователя напряжения; .2 - временные диаграммы, поясняющие его работу..

Стабилизирующий преобразователь напряжения содержит (фиг.) силовой транзисторный ключ 1, двухуровневьй компаратор 2, соединенный выходом с управляющим входом силового транзисторного ключа 1 через усилитель мощности 3, сумматор 4 на два входа.

выход которого соединен с входом

-

двухуровневого компаратора 2, накопительный трансформатор 5, первичная обмотка 6 которого соединяет коллектор силового транзис торного ключа 1 с входным выводом, первый датчик то- ка 7, соединяющий силовой транзисторный ключ 1 с общей шиной, второй датчик тока 8, соединянжций один вывод вторичной обмотки 9 накопительного трансформатора 5 с общей шиной через первый датчик тока 7, второй вывод обмотки соединен через выпрямитель 10 с емкостным накопителем 11 и выходным выводом. Соединенные последовательно пороговый элемент 12 и интегратор 13 включены между точкой соединения силового транзисторного ключа 1 с выводом первичной обмотки 6 накопительного трансформатора 5 и вторым входом сумматора 4, первый вход которого подключен к точке соединения второго датчика тока 8 и вывода вторичной обмотки 9 накопительного трансформатора 5.

Стабилизирующий преобразователь напряжения работает следуняцим образом.

В момент включения напряжение подается на силовой транзисторный ключ 1, двухуровневьй компаратор 2 и уси- литель мощности 3. Сигнал на выходе сумматора 4 в этот момент ниже напряжения первого порога срабатывания двухуровневого компаратора 2, поэтому напряжение на его входе имеет высокий потенциал, который через усилитель мощности 3 включает силовой транзисторный ключ I (фиг;2в).

По цепи: первичная обмотка 6 накопительного трансформатора 5 - силовой транзисторный ключ 1 - датчик тока 7 - общая шина, начинает протекать линейно возрастающий ток, вызывающий на датчике 7 падение напряжения, которое через датчик тока 8, сумматор 4 подается на двухуровневьй компаратор 2. В момент достижения выходным напряжением сумматора 4 величины напряжения второго порога срабатывания, двухуровневый компаратор 2 выключается и выключает силовой транзисторный ключ 1 (фиг.26). В это момент в первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5 возникает ЭДС самоиндукции (фиг.2д), вызывающа протекание тока по цепи: вывод вторичной обмотки 9 - датчик тока 7 и 8 - общая шина - конденсатор емкостного накопителя 11 - выпрямитель 10 - второй вывод вторичной обмотки 9 накопительного трансформатора 5, вызывающий падение напряжения в первом и втором датчиках тока 7 и 8, превьшающее уровень напряжения второго и первого порогов срабатывания двухуровневого компаратора 2 и поддерживающее его в выключенном состоянии. По мере заряда емкостного накопителя 11 падение напряжения на первом входе сумматора 4 и, соответственно , на его выходе уменьщается по экспоненциальному закону и в некоторый момент времени оно достигает первого уровня срабатывания двухуровнео

вого компаратора 2, что вызывает его включение и процесс повторяется. Пусть входное напряжение несколько возросло, тогда интервал времени включенного состояния транзисторного ключа 1 уменьшится, так как ток в первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5 нарастает быстрее. В то же время интервалы времени его выключенного состояния не изменились и одинаковы. Этим достигается стабилизация вольт-секундной площади импульса в первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5 и, как следствие, стабилизация и независимость выходного напряжения преобразователя от изменения напряжения питания ,

По мере заряда емкостного накопителя ЭДС самоиндукции на закрытом силовом транзисторном ключе 1 увеличивается по экспоненциальному закону (фиг.2д) и при его превышении напряжения пробоя порогового элемента 12 на интегратор 13 поступает сигнал, который сначала интегрируется интегратором 13 (фиг.2е), а затем сумми- руется с сигналом датчиков тока 7 и 8 и суммарный сигнал влияет на дпи- тельнос ь выключенного состояния двухуровневого компаратора 2, удлиняя это состояние. Этим достигается стабилизация напряжения заданного верхнего уровня (фиг.2г) напряжения преобразователя напряжения.

Формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь напряжения, содержащий силовой транзисторный ключ, накопительный трансформатор с немагнитным зазором в маг нитопроводе, первичная обмотка кото- рого одним выводом соединена с входным выводом, а другим выводом соединена с коллектором силового транзисторного ключа, эмиттер которого соединен через первьп датчик тока с об-

щей шиной, компаратор, соединенный вьпсодрм с базой силового транзисторного ключа, -последовательно соединен

ные выпрямитель и емкостный накопитель электроэнергии, подключенные между первым выводом вторичной обмотки накопительного трансформатора и выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения путем ослабления влияния скачкообразных изменений входного напряжения, компаратор выполнен двухуровневым и дополнительно введены второй датчик тока, пороговый элемент, интегратор и сумматор на два входа, при этом второй датчик тока подключен одним выводом к точке соединения эмиттера СШ1ОВОГО транзисторного ключа и первого датчика тока, вторым выводом он подключен одновременно к второму выводу вторичной обмотки накопительного трансформатора и первому входу сумматора, второй вход которого чере последовательно соединенные интегратор и пороговый элемент подключен к коллектору силового транзисторного ключа, а выход сумматора подключен к входу двухуровневого компаратора.

фи€.2

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания. Целью изобретения является улучшение качества выходного напряжения. При подаче напряжения питания компаратор 2 через усилитель мощности 3 включает силовой транзисторный ключ 1. Под действием напряжения питания, приложенного к первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5, в последнем запасается энергия. Выключение силового транзисторного ключа 1 происходит по сигналу с первого датчика тока 7. После выключения энергия накопительного трансформатора 5 расходуется на заряд емкостного накопителя 11. Повторное включение силового транзисторного ключа происходит после уменьшения тока обмотки 9 накопительного трансформатора 5 ниже уровня, заданного порогом отпускания компаратора 2 и величинами первого 7 и второго 8 датчиков тока. При увеличении выходного напряжения пробивается пороговый элемент 12 и удлиняется интервал выключенного состояния силового транзисторного ключа 1. 2 ил.