Преобразователь напряжения с защитой от асимметрии Советский патент 1990 года по МПК H02M3/337 H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и является усовершенствованием изобретения по авт,св, № 1374367.

Цель изобретения -- повышение КПД,

На фиг,1 представлена функциональная схема преобразователя: на фиг,2 - схема порогового элемента с переменным порогом; на фиг,3 - временные диаграммы.

Преобразователь напряжения с защитой от асимметрии содержит двухтактный усилитель 1 мощности на транзисторах 2и 3, коллекторы которых подключены к одному выводу источника 4 питания, а эмиттеры - к концам первичной обмотки выходного трансформатора 5, средняя точка которого подключена к другому выводу источника 4 через резисторный датчик 6 тока. Вторичная обмотка трансформатора 5 через выпрямитель 7 подключена к нагрузке 8 и к одному из входов широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 9, другой, вход которого подключен к выходу задающего генератора (ЗГ) 10, выход которого подключен к одному из входов блока 11 логической обработки сигнала управления, другой-вход которого подключен к выходу ШИМ 9, а выходы - к управляющим входам транзисторов 2 и 3 усилителя 1, Выход датчика 6 тока подключен к входу порогового элемента 12 с переменным порогом, первый дополнительный вход кото- . рого подключен к выходу ШИМ 9, второй дополнительный вход - к выходу ЗГ 10, э выход - к блокировочному входу ШИМ 9.

Пороговый элемент 12 с переменным порогом состоит из усилителя 13 (фиг.2), вход которого является входом элемента 12, а выход подключен к входу делителя 14 напряжения и к информационному входу блока 15 выборки-запоминания, управляющий вход которого является первым дополнительным входом элемента 12, а выход подключен к первому входу компаратора 16, второй вход которого подключен к выходу делителя 14. а выход - к установочному входу триггера 17, выход которого является выходом элемента 12, а его тактовый вход - вторым дополнительным входом элемента 12, Основой блока 15 выбборки-запомина- ния является быстродействующий аналоговый ключ 18, Х-вход которого является

СО

с

ел ю

00

о VJ о

IN)

информационным, а Е-вход - управляющим ключом блока 15, и запоминающий конденсатор 19. Короткий управляющий импульс для осуществления режима Выборка формирует одновибратор на триггере 20 и вре- мязадающей RC-цепочке 21 и 22. Входная RC-иепочка 23 и 24 и интегральный усилитель-формирователь 25 осуществляют задержку входных импульсов на время, равное задержке в блоке 11 логической обработки сигнала управления и усилителе 1 мощности.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 10 вырабатывает меандр с частотой 2fpa6 (фиг.За), (где fpa6 - рабочая частота преобразования). Меандр поступает на вход широтно-импульсного модулятора 9, на выходе которого формируется последовательность широтно-модули- рованных импульсов с частотой 2fpa6 (фиг.Зб), которая, в свою очередь, вместе с сигналом задающего генератора 10 поступает на входы блока 11 логической обработки сигнала управления. На его выходе формируется две двуполярные последовательности импульсов с частотой fpae, каждая из которых поступает на базу соответствующего транзистора 2 или 3 усилителя 1 мощности (фиг.3в,г). При этом, по первичной обмотке трансформатора 5 начинает течь ток попеременно, то в одном, то в другом направлении. На токовом датчике 6 появляется напряжение, пропорциональное току первичной обмотки трансформатора5(фиг.3д). Это напряжение, усиленное усилителем 13, поступает на входы делителя 14 напряжения и блока 15 выборки-запоминания. В последнем осуществляется формирование опорного напряжения, которое происходит следующим образом. На информационный вход блока 15 выборки-запоминания с усилителя/ 13 поступает усиленная импульсная последовательность коллекторного тока транзисторов 2 и 3 усилителя 12 мощности (с частотой 2fpa6 (фиг. Зд). Одновременно на управляющий вход блока 15 выборки-запоминания с выхода широтно- импульсного модулятора 9 поступает последовательность широтно-модулированных импульсоз, следующих также с частотой 2fpa6. Импульсы этих последовательностей (фиг. 36) совпадают по времени. В тот момент, когда на управляющий вход блока 15 поступает фронт очередного импульса, он производит выборку, т.е. на его выходе устанавливается то же значение, что в этот момент присутствует на информационном входе, после блок 15 в течение всего периода до следующего фронта на управляющем входе хранит запомненное значение.

Таким образом, блок 15 выборки-запоминания запоминает амплитуду в начале

каждого импульса на выходе усилителя 13. Это значение принимается в данном периоде за порог срабатывания и поступает на первый вход компаратора 16 (фиг. Зе). На второй вход компаратора 16с выхода делителя 14 напряжения поступают импульсы тока. Коэффициент деления делителя 14 напряжения выбирается так, чтобы при отсутствии бросков тока амплитуда токовОго импульса (с учетом роста тока за счет индуктивности рассеяния) не превышала порога срабатывания на данном такте. В случае появления броска тока она превышает порог и на выходе компаратора 16 формируется короткий импульс (фиг. Зж). Этот импульс

поступает на вход триггера 17, он меняет свое состояние (фиг. Зз). Сигнал с выхода триггера 17 поступает на блокировочный вход широтно-импульсного модулятора 9, прекращая действие очередного импульса на его

выходе (фиг. 36), что приводит к запиранию соответствующего транзистора усилителя 1 мощности, и ток в цепи коллектора перестает течь. По фронту очередного импульса на выходе ЗД 10, поступающего на тактовый вход

триггера 17, триггер возвращается в исходное состояние, создавая условия для появления следующего импульса на выходе широтно-имлульсного модулятора 9.

Таким образом, оперативное изменение порога срабатывания преобразователя в зависимости от рабочей амплитуды импульса тока позволяет расположить порог срабатывания в непосредственной близости от вё(эшины импульса, что позволяет обеспечить эффективное симметрирование при любой изменяющейся амплитуде тока и тем самым существенно повысить КПД преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения с защитой от асимметрии по авт.св. № 1374367, о т- личающийся тем, что, с целью повышения КПД, пороговый элемент снабжен двумя дополнительными входами и выполнен с переменным порогом на усилителе, компараторе, делителе напряжения, блоке выборки-запоминания и триггере, причем вход усилителя использован в качестве входа порогового элемента, а выход подключен к входу делителя напряжения и к информационному входу блока выборки-запоминания, управляЮ1ций вход которого использован в качестве первого дополнительного входа

гера, выход которого использован в качестве выхода порогового элемента, а его тактовый вход в качестве второго дополнительно о вход которого подключен к выходу делителя на- входа порогового элемента, подключенного к пряжения, а выход- кустановочному входутриг- 5 выходу задающего генератора.

порогового элемента, прдключанного к выходу широтно-импульсного модулятора, а выход под- клч)чен к первому входу компаратора, второй

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. Поставленная цель достигается путем выполнения в известном устройстве порогового элемента с переменным порогом срабатывания, для чего в него введены усилитель, компаратор, триггер, делитель напряжения и блок выборки-запоминания. Преобразователь напряжения с защитой от асимметрии позволяет при изменяющихся ширине импульса и величине тока нагрузки и сложном характере нагрузки избежать подмагничивания силового трансформатора. 3 ил.

Фиг. 2