Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1990 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для питания различных электро- и радиоустройств и является усовершенствованием изобретения по aBT.cB..Ns 1192066.

Цель изобретения - повышение надежности путем исключения перегрузки транзисторов и расширение области применения путем исключения выбросов выходного напряжения при выбросах и провалах сетевого напряжения

На чертеже представлена блок-схема преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Преобразователь постоянного напря- жения в постоянное состоит из выпрямителя 1 с фильтром 2, выход которого соединен с транзисторным инвертором 3, который через разделительный трансформатор соединен с выпрямителем 4 и фильтром 5. Выход фильтра 5 подключен к резисторному делителю 6, средняя точка которого соединена с одним из входов усилителя Тпостоянного тока, второй вход усилителя постоянного тока соединен, с выходом источника 8 эта- лонного напряжения . Выход усилителя 7 постоянного ТОКИ подключен к одному из входов компаратора 9, другой вход компаратора 9 соединен с выходом генератора 10 пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора 11. Выход компаратора 9 соединен с вхо- дом формирователя 12 1/1мпульсов, выход которого соединен с входом транзисторного инвертора 3. К сети подключен раздели- тельный трансформатор 13, к вторичной обмотке которого подключен выпрямитель 14 с блоком 15 стабилизированного питания, напряжение питания которого подается по цепям а и б на блоки 7-12 и 16. К выходу усилителя 7 постоянного тока подключен узел 16 плавного пуска, состоящий из транзистора 17, коллектор которого соединен с выходом усилителя 7 постоянного тока, а база - с резистором 18, другой вход которого соединен с катодом диода 19, анод которого соединен с первым входом узла плавного пуска, и катодом диода 20, анод которого соединен с эмиттером транзистора 17 и анодом диода 21, катод которого соединен С одной из обкладок конденсатора 22 и анодом дкода 23, катод которого соединен с катодом днода 19. Другая обкладка конденсатора сое,цинена с вторым входом узла плавного пуска, причем оба входа последнего соединены с выходами блока 15 стабилизированного питания, К первой обкладке кондансатора 22 узла 16 плапмого пуска подключен эмиттер транзистора 24, коллектор которого подключ8н к

второй обкладке конденсатора 22 и выходу первого порогового элемента 25, а база - к выходу второго порогового элемента 26, вход которого соединен с входом первого порогового элемента 25 и выходом рези- сторного делителя 27, вход которого подключен к выходу фильтра 2 сетевого выпрямителя 1.

Преобразователь работает следующим образом.

Выпрямитель 1 преобразует переменное напряжение сети в постоянное, С выхода фильтра сглаженное напряжение поступает на транзисторный инвертор 3, где преобразуется в переменное напряжение прямоугольной формы повышенной частоты, которые через разделительный трансформатор поступает на выпрямитель 4 и сглаживается фильтром 5, С выхода фильтра 5 напряжение подается на резисторный делитель 27, с выхода которого напряжение обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя 1. Неинвертирующий вход усилителя 7 подключен к источнику 8 эталонного напряжения. С выхода усилителя 7 напряжение поступает на один из входов компаратора 9, где сравнивается с пилообразным напряжением генератора 10, который запускается импульсами задающего генератора 11. Формирователь 12 импульсов образует из импульсного напряжения компаратора 9 две импульсные последовательности, необходимые для управления транзисторами инвертора 3, гальванически развязанные от сети. Для питания узлов ши- ротно-импульсного модулятора служит трансформатор 13 с.выпрямителем 14 и стабилизатором 15. В момент включения (отключения) входного напряжения транзистор узла 16 плавного пуска открывается зарядным (разрядным) током,конденсатора 22 узла 16 плавного пуска и шунтирует вход усилителя 7 постоянного тока широт- но-импульсного модулятора, в результате чего в первоначальный момент транзисторы инвертора закрыты и открываются по мере заряда конденсатора 22 постепенно расширяющимися импульсами с выхода формирователя 12. Следовательно, при включении через транзисторы инвертора 3 протекает минимальный ток.

По мере заряда конденсатора 22 узла 16 плавного пуска по цепи: вывод б стабилизатора 15, диод 23, резистор 18, переход база - эмиттер транзистора 17, диод 20, вывод а узла 16 плавного пуска, транзистор 17 постепенно закрывается и напряжение на выходе усилителя 7 увеличивается, что приводит к постепенному расширению длительности импульсо,в формирователя 12 импульсов

до выхода преобразователя на режим. После заряда конденсатора 22 узла 16 плавного пуска транзистор 17 закрывается и перестает оказывать влияние на работу преобразователя. Узел плавного пуска входами под- ключен к выходу блока стабилизированного питания и поэтому при выбросах и кратковременных провалах сетевого напряжения на работу преобразователя влияния не оказывает из-за разных постоянных времени фильтров сетевого выпрямителя и выпрямителя для блока стабилизированного питания.

Для исключения перегрузок транзисторов и расширения области применения пу- тем исключения выбросов выходного напряжения при выбросах и провалах сетевого напряжения введены два пороговых эле- мента 25 и 26, транзистор 24 и делитель 27 напряжения.

При провале сетевого напряжения напряжение на выходе делителя 27 напряжения уменьшается и транзистор 24 открывается выходным сигналом с порогового элемента 26, при этом конденсатор 22 узла плавного пуска разряжаетс я через коллектор - эмиттерный переход транзистора 24, что вызывает открывание транзистора 17 по цепи : второй вход узла 16 плавного пуска, эмиттер - коллектор транзистора 24, диод 23, резистор 18, переход база - эмиттер транзистора 17, диод 20, первый вход узла 16 плавного пуска.

Открывание транзистора 17 приводит к шунтированию усилителя 7 постоянного то- ка и выключению транзисторов инвертора, при этом возможность появления сквозного тока исключается и вероятность отказа транзисторов инвертора уменьшается. При увеличении входного напряжения до мини- мального значения после окончания провала пороговый элемент 26 закрывает транзистор 24 и заряд конденсатора 22 узла 16 плавного пуска приводит к постепенному расширению импульсов с формирова- Т9ЛЯ 12 импульсов и плавному выходу пре- ооразователя на режим,

В случае превышения сетевым напряжением допустимого значения открь1вается пороговый элемент 25, что вызывает шунти- рование конденсатора 22,открывание транзистора 17 узла плавного пуска. Открывание транзистора 17 приводит к шунтированию усилителя 7 постоянного тока и закрыванию транзисторов инвертора, при этом сетевое напряжение распределяется между двумя транзисторами инвертора, что уменьшает их перегрузку. Снижение сетевого напряжения до допустимого вызывает закрывание порогового элемента 25. Конденсатор 22 узла 16 плавного пуска начинает постепенно заряжаться, транзистор 17 закрывается и импульсы на выходе ШИМ плавно возрастают, что приводит к монотонному возрастанию выходного напряжения.

Формула изобретения

1.Преобразователь постоянного напряжения в постоянное по авт.св. № 1192066, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения перегрузок транзисторов и расширения области применения путем исключения выбросов выходного напряжения при выбросах и провалах сетевого напряжения, в него введены первый и второй пороговые зле- менты, транзистор и делитель напряжения, вход которого подключен к выходу фильтра сетевого выпрямителя, а выход - к входу первого и второго пороговых элементов, выход второго соединен с базой транзистора, змиттер которого подключен к одной обкладке конденсатора, другая обкладка которого соединена с коллектором транзистора и выходом первого порогового элемента.

2.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что делитель напряжения выполнен в виде резистивного делителя, верхнее плечо которого соединено с входом делителя напряжения, а нижнее - с общим выводом фильтра сетевого выпрямителя и с общим выводом узла плавного пуска.

3.Преобразователь поп.1,отличаю- щ и и с я тем. что верхнее плечо делителя напряжения выполнено в виде фоторезистора резистивного оптрона и подключено к выходу блока стабилизированного питания, другой выход которого подключен к резистору нижнего плеча, а вход резистивного оптрона подключен к входу делителя напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение надежности путем исключения перегрузки транзисторов и расширение области применения путем исключения выбросов выходного напряжения при выбросах и провалах сетевого напряжения. Введение первого и второго пороговых элементов 25 и 26 и резисторного делителя 27 обеспечивает разряд конденсатора 22 узла плавного пуска через силовой переход транзистора 24. Это вызывает открывание транзистора 17, шунтирующего усилитель постоянного тока 7 и выключение инвертора при провале сетевого напряжения. В случае превышения сетевого напряжения пороговое устройство 25 шунтирует конденсатор 22, открывает транзистор 17 и также выключает инвертор. 2 з.п.ф-лы. 1 ил.