Стабилизирующий конвертор Советский патент 1990 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления преобразователями энергии постоянного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе, и может найти фименение в составе источников электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - расширение области использования и повышение качества выходного напряжения.

На фиг.1 представлена электрическая схема стабилизирующего конвертора: на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Конвертор содержит управляемый задающий генератор 1, выход которого подключен к входу счетного триггера 2 и через генератор 3 пилообразного напряжения выпрямитель 4, компаратор 5. селекторы 6, 7. усилитель 8 мощности, выпрямитель 9 и сглаживающий фильтр 10 к выходным KJioMf,iaM I i и пРгюому входу усилителя 12 сигнала ошибки, второй вход которого подсоединен к выходу источника 13 опорного напряжения, а выход - к управляющему входу задающего генератора 1 и через цепь формирования сигнала обратной связи 14 - к второму входу компаратора 5.

Конвертор работает следующим образом.

Задающий генератор 1 формируе импульсы мялой длительности (диаграмма А на фиг.2), которые своим передним фронтом запускают генератор 3 пилообразного напряжения (диаграмма Б на фиг.2), и перебрасывает счетный триггер 2 в другое состояние (диаграммы Г и Д на фиг.2). Пилообразное напряжение с выхода генератора 3 пилообразного напряжения через выпрямитель 4 поступает на первый вход компаратора 5 (диаграмма В на фиг.2). Выпрямитель 4 отсекает нижнюю часть пилообразного напряжения (диаграмма В), чем обеспечивается минимальная длительность управляющего импульса и его наличие на выходе компаратора вне зависимости от режимов работы конвертора. Управляющий импульс на выходе компаратора (диаграмма Е на фиг.2) селектируется по двум каналам селекторами 6 и 7. На выходе селекторов формируются импульсы с фазами О и 180°, чем обеспечивается работа усилителя 8 мощности в двухтактном режиме (диаграмма Ж на фиг.2). Выпрямленные выпрямителем 9 и отфильтрованные сглаживающим фильтром 10 импульсы усилителя мощности в виде стабилизированного постоянного напряжения поступают на выходные гнезда 11, а также сравниваются с уровнем постоянного на. пряжения источника 13 опорного напряжения на входах усилителя 12 сигнала ошибки. Конвертор работает в двух режимах. Первый режим - .это мэжим средних и больших токов нагрузки на выходе конвертора, т.е. режим непрерывных токов. Выходное напряжение усилителя 12 сигнала ошибки (показано пунктиром на диаграмме В, фиг.2) отрицательно и длительность управляюще0 го импульса определяется временем сравнения выходного напряжения усилителя сигнала ошибки и пилообразного напряжения. Увеличение выходного тока нагрузки приводит к увеличению падения напряже5 ния на силовых элементах схемы, выходное напряжение конвертора уменьшается, что приводит к увеличению сигнала на выходе усилителя 12 сигнпла ошибки. Длительность управляющего импульса увеличивается, что

0 компенсирует сни 1:ение выходного напряжения конвертора, т.е. стабилизирует его величину. Отрии.птальный сигнал на выходе усилителя сигнала olJJибки не влияет на параметры задающего генератора 1, частота

5 его постоянна и выбирается равной оптимальной частоте преобразования конвертора.

Особенностью первого режима является регулирование г ыходного нагфя.жения за

0 счет изменения длительности управляющего импульсч при постоянной частоте их следования, чем обеспечивается возможность снижения уровня пульсации путем оптимизации сглаживающего филмра.

5Второй режим ре 1.им мллых выходных

токов конверторг 1. В этом режиме выходное напряжение усилителя 12 сигнала оитибки гшреходит через ну/1ь и становится положительным.

0Положительный сигнал на выходе усилителя сигнала ошибки управляет частотой задающего reiiepaTopa таким образом, что с увеличением сигнала частота управляющих импульсов снижается. На втором входе ком5 паратора при этом с помощью цепи формирования си ГЦ ала обратной связи напряжение выбирается отрицательным, близким к нулю, и длительносг: управляющих импульсов постоянна. По:;тому регули0 рование выходного напря кони;т конвертора во втором режимп осу1цествляется за счет изменения частоты сл(;доваи/я угфавляю- щих импульсов при постоянной длительности самого импульс.а. Так как

5 частотно-импульсная модуляция во втором режиме происходит npii малых токах нагрузки, то вогтросы оптимизации сглаживающего фильтра не так существенны и малая величин 1 пульсаций выходного напряжения обесг;очив, несмотря на

значительное изменение частоты следования импульсов.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в расширении области применения конвертора, повышении качества выходного напряжения в широком диапазоне изменения нагрузки. При этом схема конвертора практически не усложняется, что обеспечивает высокую ее надежность.

Формула изобретения Стабилизирующий конвертор, содержащий управляемый задающий генератор, выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения и к входу счетного триггера, выходы которого подключены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых подсоединены к выходу компаратора, а выходы - к входам

двухтактного усилителя мощности, выход которого через выпрямитель и фильтр соединен с выходными клеммами и с первым входом усилителя сигнала ошибки, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области использования, повышения качества выходного напряжения в широком диапазоне изменения нагрузки, в конвертор введены выпрямитель и цепь формирования сигнала обратной связи, причем выход генератора пилообразного напряжения через выпрями- тель-подключен к первому входу компаратора, а выход усилителя сигнала ошибки подсоединен к управляющему входу задающего генератора и через цепь формирования сигнала обратной связи - к второму входу компаратора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления преобразователями энергии постоянного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе, и может найти применение в составе источников электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения и повышение качества выходного напряжения. Конвертор содержит управляемый задающий генератор 1, через генератор 3 пилообразного напряжения, выпрямитель 4, компаратор 5, селекторы 6 и 7, усилитель 8 мощности, выпрямитель 9, фильтр 10 подключенный к выходным клеммам 11. Управление конвертором осуществляется цепью обратной связи, в состав которой входят усилитель 12 сигнала ошибки и источник 13 опорного напряжения. Особенностью конвертора является то, что в режиме больших и средних токов нагрузки он работает в режиме ШИМ, в режиме малых токов нагрузки - в режиме ЧИМ. 2 ил.

Режим больших fnoKoS Режим mo/(oS

нагрузки

О П П

нагруз/ и

нагруз/ и