Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/585 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования постоянного напряжения в постоянное .

Целью изобретения является повышение КПД устройства.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит нестабилизированный источник 1 постоянного напряжения, отрицательный вывод ко- торого соединен с общей шиной, управляющий генератор 2, узел 3 преобразования уровня, состоящий из накопительного конденсатора 4, ключевых транзисторов 5,6, диодов 7,8, выходного конденсатора 9 и резисторов 10,11 смещения, один из выводов накопительного конденсатора 4 соединен через транзистор 5 с положительным выводом источника 1 постоянного напряжения, а через транзистор 6 - с общей шиной, другой вывод накопительного конденсатора 4 соединен через диод 7 с общей шиной, а через диод 8 - с выходным конденсатором 9, база р-п-р-транзистора 6 соединена с выходом управляющего генератора 2 через резистор 10 смещения, сглаживаюм

ел

К)

щнй 4С-фильтр 12, состоящий из дросселя 13 и конденсатора 14, один из выводов дросселя 13.подключен к выходному конденсатору 9 узла 3 преоб- разования уровня напряжения, а другой - к конденсатору 14, отрицательному выходному выводу преобразователя и к одному из входов узла 15 сравнения уровня, состоящего из последова- телъно соединенных резисторов 16,17 через диод 18 термокомпенсации, один из выводов резистора 16 соединен с выходом стабилизатора 19, подключенного к источнику 1 постоянного напря- жения, выход стабилизатора 19 соединен с положительным выходным выводом преобразователя, другой вывод резистора 16 соединен с диодом 18 термокомпенсации и является выходом узла сравнения уровня, выход узла сравнения уровня соединен с цепью 20 обратной связи, состоящей из двух каскадов на транзисторах 21,22 и резисторах 23,24, коллектор транзистора 21 через резистор 23 соединен с базой транзис- тора 22, а через резистор 24 соединен с источником 1 постоянного напряжения эмиттеры транзистора 21,22 соединены общей шиной, коллектор транзистора 22 соединен с первым входом формирователя 25 сигнала управления - резистором 26, второй вывод резистора 26 соединен с точкой соединения резистора 27 с конденсатором 28 RC-цепи, а также с первым входом логического элемента И 29, другой вывод резистора 27 соединен с вторым входом формирователя 25, который присоединен непосредственно к выходу источника 1, другой вывод конденсатора 28 присоединен с общей шине, третий вход формирователя 25 присоединен к второму входу логического элемента И 29 и к выходу управляющего генератора 2 непосредственно, выход логического элемента И присоединен к выходу формирователя сигнала управления, который присоединен к второму входу узла 3 преобразования уровня напряжения, резистору 11, другой вывод резистора 11 соединен с базой транзистора 5.

Источником постоянного напряжения. (нестабилизированного) могут быть аккумулятор или батареи, управляющим генератором - самовозбуждающийся симметричный мультивибратор.

Преобразователь работает следующим образом.

После включения источника 1 питания и заряда RC-цепи за счет появления сигнала логической единицы на первом входе логического элемента И импульсы управляющего генератора 2 поступают на базу ключевого транзистора 5 через открытый элемент И 29 и резистор 11 смещения, а на базу транзистора 6 - через резистор 10 узла 3 преобразования уровня напряжения.

В момент прохождения импульсов, конденсатор 4 заряжается от источника постоянного напряжения через транзистор 5 и диод 7, в момент отсутствия импульса на выходе генератора 2 конденсатор 4 разряжается через открытый транзистор 6 и диод 8 на выходной конденсатор 9. Выработанное напряжение отрицательной полярности через сглаживающий фильтр 12 поступает на отрицательный выходной вывод преобразователя.

Сигнал обратной связи формируется на базовом переходе транзистора 2 зз счет сравнения уровня напряжения на аноде диода термокомпенсации 18 с уровнем общей шины. При понижении отрицательного выходного уровня напряжения ниже устновлечгого значения, определяемого резисторами 6,17, падением напряжения на диоде термокомпенсации 18 и выходным напряжением стабилизатора ( +U ВЬ1Х преобразователя) транзистор 21 запирается, что приводит к отпиранию транзистора 22, при этом конденсатор 28 RC-цепи начинает разряжаться через резистор 26 и открывшийся транзистор 22, Допустимый уровень разряда, определяемый соотношением сопротивления 27 и 26, выбран низке порога срабатывания логического элемента 29 по первому входу. Элемент 29 является узкопороговым устройством.

При понижении напряжения на конденсаторе 28 ниже порога срабатывания элемента И элемент И закрывается по первому входу и перестает пропускать импульсы управляющего генератора 2 транзистора 5. Выходные уровни элемента 29 таковы, что транзистор 5 может быть либо полностью открыт, либо полностью закрыт. Транзистор 5 перестает заряжать накопительныйй конденсатор 4, что приводит к восстановлению установленного чначения выходного напряжения. В установившемся режиме при

конкретной нагрузке действие обратной связи приводит к широтно-импуль- сной модуляции сигналов управляющего генератора, при которой происходит уменьшение длительности импульсов заряда накопительного конденсатора пропорционально уменьшению нагрузки на отрицательный выходной вывод преобразователя. Падение напряжения на диоде 18 узла сравнения уровней изменяется синфазно с падением напряжения на базовом переходе транзистора 21, что позволяет уменьшить влияние температуры на выходные характеристики преобразователя.. Уменьшение энергопотребления (повышения КПД) происходит за счет перевода п-р-п- транзистора схемы преобразования уровня в ключевой режим. Затраты энергии на работу высокоомного формирователя сигнала управления 25 низки.

Редактор О.Стенина

Составитель С.Ситков

Техред А.Кравчук Корректор Т.Малец

5

0

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения по авт.св.h I552160, о т - личающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введен формирователь сигнала управления, состоящий из логического элемента И, RC-цепи и резистора, причем один из входов элемента И соединен с выходом управляющего генератора, второй вход через резистор подключен к коллектору выходного транзистора цепи обратной связи и непосредственно - к точке соединения резистора и конденсатора RC-цепи, свободный вывод конденсатора которой соединен с общей шиной, а свободный вывод резистора - с входным выводом для подключения источника постоянного напряжения, кроме того, выход логического элемента И через резистор смешения соединен с базой п-р-п-транзистора узла преобразования уровней напряжения.

+ Л/А

Изобретение относится к элетро- технике, в частности к устройствам преобразования постоянного напряжения в постоянное. Цель изобретения - повышение КПД. Устр-во содержит нестабилизируемый источник постоянного напряжения, управляющий генератор, узел преобразования уровней напряжения1, узел сравнения уровня, цепь обратной связи, С-фильтр, формирователь сигнала управления, стабилизатор. Повышение КПД происходит за счет перевода п-р-п-транзистора из линейной области в ключевой режим. Это достигается введением формирователя сигнала управления п-р-п-тран- зистором узла преобразования уровней напряжения. Этот узел состоит из логического элемента И, один из входов которого подключен к выходу управляющего генератора, второй вход через резистор соединен с коллектором выходного транзистора цепи обратной связи и с общей точкой RC-це- пи-точкой соединения резистора с конденсатором. Второй вывод конденсатора RC-цепи соединен с общей шиной, а второй вывод резистора RC-цепи - с выводом источника постоянного напряжения. Выход логического элемента И через резистор смещения соединен с базой п-р-п-транзистора узла преобразования уровней напряжения. 1 ил.