Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M3/335 

Фиг.1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения защиты от перегрузок и короткого замыкания на выходе ,

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг„2 - гра- фики, поясняющие его работу; на

фиг.З - регулировочные характеристи- ки; на фиг,4 - нагрузочная характеристика.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) содержит регулируемые преобразовательные ячейки 1 и 2, соединенные последовательно по входу и параллельно по выходу, и блок 3 управления, вход которого соединен с выходом регулируемых преобразовательных ячеек 1 и 2, а выход подключен к управляющему входу регулируемой преобразовательной ячейки 1, а также формирователь 4 импульсов, выход которого подключен к управляющему входу регулируемой преобразовательной ячейки 2, а вход соединен с выходом блока 3 управления.

Устройство работает следующим образом.

После включения напряжение источника питания Е поступает на вход регулируемых преобразовательных ячеек 1 и 2. Блок 3 управления вырабатывает широтно-модулированные импульсы с относительной длительностью & , которые поступают на вход регулируемой преобразовательной ячейки 1 и на вход формирователя 4 импульсов, который формирует импульсы с относительной длительностью (1-0), поступающие на управляющий вход регулируемой преобразовательной ячейки 2. После подачи импульсов управления на управляющие входы регулируемых преобразовательных ячеек 1 и 2 на выходе преобразователя появляется напряжение и„: для регулируемой преобразовательной ячейки 1

ц и, ктр, 8, СО

где U, - напряжение на входе регулируемой преобразовательной ячейки 1;

К - коэффициент трансформации промежуточных трансформаторов регулируемой преобразо- , вательной ячейки 1,

а для регулируемой преобразователь- ной ячейки 2

U1(UaKTpi(l-Ј),(2)

где U - напряжение на входе регулируемой преобразовательной ячейки 2, Ктр коэффициент трансформации

промежуточных трансформаторов преобразовательной ячейки 2 о

5

0

5

Так как регулируемые преобразовательные ячейки 1 и 2 включены последовательно по входу и параллельно по выходу, то они работают с суммированием выходных токов и с делением входного напряжения.

Используя (1) и (2) и учитывая,что 4 + i E можно определить напряжения на входах регулируемых преобразовательных ячеек 1 и 2„

На фиго 2 представлены идеализированные осциллограммы напряжения на выходе промежуточных трансформаторов регулируемых преобразовательных ячеек 1 и 2 (UTp( и U-тр соответственно) .

Стабилизация выходного напряжения .преобразователя осуществляется изме- ,нением относительной длительности ул- . равляющих импульсов 0 по цепи обратной связи в блоке 3 управления. 5 Далее определяют выходное напряжение

0

5

т, KTbJ KjrjjiHrSl

u« -EKuE KTpis+ ктрг(1-&) }

где К ц - коэффициент регулирования

выходного напряжения„ Регулировочная характеристика преобразователя при различных соотношениях коэффициентов трансформации промежуточных трансформаторов регулируемых преобразовательных ячеек представлена на фиг.З. Участок АВ на регулировочной характеристике соответствует рабочему режиму (режиму стабилизации), а участок ВС - аварийному режиму (режим защиты),, В рабочем режиме в стабилизированном преобразователе постоянного напряжения рабочая точка, определяемая относитель- - ной длительностью управляющих импульсов & , находится на участке АВ. При увеличении тока нагрузки 1Н падение напряжения на внутреннем сопротивлении преобразователя компенсируется увеличением относительной длительности управляющих импульсов 8 , что приводит к смещению рабочей точки вправо (фиг.З), и при определенном значении тока нагрузки IH рабочая точка находится в точке В. Дальнейшее увеличение тока нагрузки приводит к перемещению рабочей точки из точки В в точку С. При этом выходное напряжение преобразователя равно нулю. После снятия перегрузки для перевода преобразователя из аварийного в рабочий режим необходимо отключить и снова включить источник питания. Увеличение Ктрг по отношению к Ктд, сдвигает максимум на регулировочной характеристике в сторону Ј 1 (точка

Использование формирователя 4 имВ , фиг.З) и увеличивает диапазон ре- 20 пульсов с указанными связями повышает надежность устройства.

Формула изобретения

гулирования выходного напряжения. Кроме того, при пороговом токе нагрузки I

пор

преобразователь переходит в режим защиты (фиг.4),

Мощность, передаваемая в нагрузку регулируемыми преобразовательными ячейками 1 и 2, определяется соответственно выражениями

&-, ир KitbiiilL

р(

Кто, о

р -Р е ( ГН

K,J

Рктр,я

Р2 -РИ

Ки

IvTJtxJJ

к; () Г ЈТкТГ 0:);

р,° 1Лтра

где Ри - сопрочисление нагрузки.

При КТр 7 KTpt расчетная мощность регулируемой преобразовательной ячейки 2 много меньше расчетной мощности регулируемой преобразовательной ячейки 1.

Регулируемые преобразовательные ячейки 1 и 2 могут быть выполнены по схеме с емкостным фильтром на входе и индуктивным фильтром на выходе (мо25 Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два регулируемые преобразовательные ячейки, соединенные последовательно по входу и параллельно по выходу, уп30 равляющий вход одной из которых подключен к выходу блока управления,вход которого соединен с выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежнос35 ти путем обеспечения защиты от перегрузок и короткого замыкания на выходе, в него введен формирователь импульсов, дополняющих до полупериода импульсы управления, выход которого

40 подключен к управляющему входу другой регулируемой преобразовательной ячейки, а вход соединен с выходом блока управления.

стовой, полумостовой, со средней точкой трансформатора) Для гальванической развязки входа и выхода все пре- образовательные ячейки выполнены с промежуточным трансформатором В качестве преобразовательной ячейки 1 может быть использована система соединенных параллельно ячеек.

Блок 3 управления может быть выполнен по схеме связанных генераторов, один из тсоторых ведомый, а другой задающий и синхронизирует ведомый. Величина задержки прямоуголь5 ного напряжения, вырабатываемого ведомым генератором по отношению к задающему, регулируется по цепи обратной связи.

Использование формирователя 4 им0 пульсов с указанными связями повышает надежность устройства.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два регулируемые преобразовательные ячейки, соединенные последовательно по входу и параллельно по выходу, управляющий вход одной из которых подключен к выходу блока управления,вход которого соединен с выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от перегрузок и короткого замыкания на выходе, в него введен формирователь импульсов, дополняющих до полупериода импульсы управления, выход которого

подключен к управляющему входу другой регулируемой преобразовательной ячейки, а вход соединен с выходом блока управления.

Фиг.2

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения защиты от перегрузок и короткого замыкания на выходе. Устройство содержит регулируемые преобразовательные ячейки 1 и 2, соединенные последовательно по входу и параллельно по выходу, блок 3 управления, формирователь 4 импульсов, дополняющих до полупериода импульсы блока управления. Ячейки 1 и 2 содержат емкостной фильтр на входе и индуктивный - на выходе. При превышении выходным током пороговой величины выходное напряжение устройства снижается до нуля. Для перевода устройства из аварийного в рабочий режим необходимо его отключить и снова включить. 4 ил.

О

аор

Фиа.4