Стабилизирующий преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания устройств автоматики и вычислительной техникио

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации трех выходных напряжений „

На фиго 1 представлена блок-схема устройства; на фиг„ 2 - временные диаграммыо

Стабилизирующий преобразователь содержит мостовой усилитель мощности на транзисторах 1-4, вход которого подключен к входным клеммам 5 и 6, а в диагональ подключена первичная обмотка первого силового трансформатора 7, вторичная обмотка которого является первым выходом устройства Параллельно входным кламмам подсоединены также емкостные делители на конденсаторах 8,9 и 10,1 К Между средней точкой каждого емкостного делителя и соответствующей стойкой мостового усилителя мощности включены первичные обмотки второго силового трансформатора 12 и третьего силового трансформатора 13, вторичные обмотки которых соединены с вторым и третьим выходами устройствас

Задающий генератор 15 через генератор 15 пилообразного напряжения, первый широтно-импульсный модулятор 16 и предварительные усилители 17 и 18 подсоединен к базам транзисторов 1 и 3 мостового усилителя мощности0 Второй вход первого широтно-импульс- ного модулятора подключен к второму выходу инверторас

Выход генератора 15 пилообразного напряжения подсоединен также к первому входу второго широтно-импульсного модулятора 19, второй вход которого подключен к первому выходу инвертора, а выход через формирователь 20 им5

0

5

0

5

5

0

5

пульсов, второй генератор 21 пилообразного напряжения, третий широтно- импульсный модулятор 22 и предварительные усилители 23 и 24 - к базам транзисторов 2 и 4 мостового усилителя мощности„

На временных диаграммах позицией 25 обозначены выходные импульсы задающего генератора 14, 26 - выходное напряжение первого генератора 15 пилообразного напряжения, 27 - импульсы на выходе первого широтно-импульсного модулятора 16, 28 - импульсы на выходе второго широтно-импульсного модулятора 19, 29 - импульсы на выходе формирователя 20 импульсов, 30 - напряжение на выходе второго генератора 21 пилообразного напряжения, 31 - импульсы на выходе третьего широтно-импульсного модулятора 22, 32 - напряжение на втором выходе инвертора, 33 - напряжение на третьем выходе инвертора, 34 - напряжение на первом выходе инвврторао

Инвертор работает следующим обраЗОМ0

Задающий генератор 14 формирует на своем выходе импульсы большой скважности (диаграмма 25), которые запускают генератор 15 пилообразного напряжения, с выхода которого пилообразное напряжение (диаграмма 26) поступает на первый вход широтно-импульсного модулятора 16 о На второй вход широтно-импульсного модулятора 16 поступает переменное напряжение с второго выхода инверторао В широтно-импульсном модуляторе 16 переменное напряжение с второго выхода инвертора преобразуется в сигнал постоянного уровня, изображенный верхней пунктирной линией на диаграмме 26, в момент равенства которого с пилообразным напряжением формируются импульсы (диаграмма 27)„ Импульсы сравнения в широтно-импульсном модуляторе 16

5165

распределяются по каналам (полупериодам) и с фазами О и 180° через предварительные усилители 17 и 18 управляют работой транзисторов 1 и 3 усилителя мощности, осуществили их поочередную коммутацию Предварительные усилители предназначены для согласования и гальванической развязки входных и выходных цепей„

Коммутация транзисторов 1 и 3 вызывает протекание тока через первичную обмотку силового трансформатора 12 и емкостный делитель на конденса- торах„ Формирующееся двухполярное напряжение, изображенное на диаграмме 32, поступающей на выводы второго выхода устройства„

При отключении величины выходного напряжения от заданного значения, нг- пример при его увеличении, уменьшается сигнал постоянного уровня в широт- но-импульсном модуляторе 16, длительность импульса, изображенного на диаграмме 27, уменьшается, что приводит к возвращению выходного напряжения инвертора в исходное состояние„ Таким образом осуществляется стабилизация напряжения на втором выходе устройств а 0

Напряжение с выхода генератора 15 пилообразного напряжения поступает также на первый вход ипгротно-импульсного модулятора 19, где он л сравнивается с сигналом постоянного уровня, полученного из переменного напряжения на первом выходе0

Данный сигнал изображен нижней пунктирной линией на диаграмме 26, В момент равенства пилообразного напряжения к сигнала постоянного уровня формируется прямоугольный импульс, изображенный на диаграмме 28, который своим передним фронтом запускает формирователь 20 короткого импульса, форма которого изображена на диаграмме 29„ В качестве формирователя 20 может быть использована дифференцирующая цепь„ Импульсы с формирователя 20 запускают генератор 21 пилообразного напряжения, с выхода которого пилообразное напряхание поступает и широтно-импульсныи модулятор 22, где сравнивается с сигналом постоянного уровня, преобразованного ич переменного напряжения на третьем выходе устройства, в широтно-импульсном модуляторе 22„ Указанный сигнал постоянного уровгя изображен пунктирной линией на

0

5

0

5

096

6

диагр шмг 30 о В .1. г оравнгль.я сигнала постоянного уровнт и иилообрлч- лого напряжения формируется прямоугольным импульс (.диагп-шма ЗО„ Импульсы сраннени/гт я ыпротчо-импул ском модуляторе 22 рг.пределяются по каналам (полупериодз) п с фазами 0 и 180 через предварительные услштелн 23 и 24 }правляют работой транзисторами 2 и 4 усилителя мощности Стабилизация напряжения на третьем выходе уст- РОЙСТРЗ осуществляется аналог гчно стабилизации напряжения: на втором выходе,

Тр.гнзчсторы 1, i и ., 4 усшштетя мощности ррпотает автономно, обесге- чш: 1л стабилизацию напряжения на т тором и третзем выходах, но со сдвигом по разе, KOTuDbui задается широтij- имзгулъсн - м модулятором 19; Ток через первичную обмотку силового трансфор- 1.Г тпрс 1 протекает в момент одновре- r HHLio открытия транзисторов 1, 4 или 2, 3, Путем регулирования фазового сдвига между управляюцими импульсами, изоЬ с.жонным на диаграмме 27 и 31, осуществляется стабилизация напряжения на первом выходе инвертора. Предположим, напряжение на первом выходе устройства увеличилось. При этом уве- личигается сигнял постоянного уровня, формируемый в широтно-импульсном модуляторе 19, и увеличивается фазовый сдвиг между управляющими ш пул -.сами на выходах ШИМ 1h и 19. Время одновременного открытия транзисторов 1,4 к 2, 3 уменьшается, что приводит к снижению величины выходного напряже- лия о

Таким о(разом, в устройстве осуществляется стаошшзация трех напряже- игл, что расширяет его функциональные возмоя-иости,,

0

5

0

д5 Формула изобретения

0

5

Стабилизирующий преобразователь, содержа1 ;ии выполненный по мостовой схеме усилитель мощности на транзисторах, одна диагональ которого через первый силовой трансформатор подсоединена к первым выхгдным выводам, а другая - к входным, зашунтированным первым и вторым емкостными делителями напряжения, первый шпротно-импульсный модулятор, второй вход которого через первый генератор пилообразного напряжения подсоединен к выходу задающего генератора, в пыхоц через

первый и второй предварительные усилители - к входам транзисторов одной стойки моста, а входы транзисторов второй стойки моста подключены к выходам третьего и четвертого предварительных усилителей, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации трех выходных напряжений, введены второй и третий широтно-импульсные модуляторы, формирователь импульсов, второй генератор пилообразного напряжения и второй и третий силовые трансформаторы, первичные обмотки которых подключены между средней точкой соответствующего емкостного делителя и

25

И.

1

I

соответствующим выходам мостовой схемы, а вторичные - к вторым и третьим выходным выводам инвертора, первый вход первого широтно-импульсного модулятора подсоединен к второму выходу инвертора, первый вход второго широт- но-импульсного модулятора подключен к выходу первого генератора пилообразQ ного напряжения, второй вход - к первому выходу инвертора, а выход через формирователь импульсов и второй генератор пилообразного напряжения - к первому входу третьего широтно-импульсного модулятора9 второй вход которого соединен с третьим выходом инвертора, а выходы - с входами третьего и четвертого предварительных усилителей„

JL

Л0.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации трех выходных напряжений. Стабилизированный преобразователь содержит мостовой усилитель мощности на транзисторах 1-4, входные делители напряжения на конденсаторах 9-11 и силовые трансформаторы 7, 12, 13„ Коммутация транзисторов 1, 3 осуществляется через широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 16, с помощью которого ста

26

27

29

ПППЛ

30

П

JL

Ј

JL