Вторичный источник питания Советский патент 1991 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным источникам питания, и может быть использовано в ycs- ройствах электропитания радиоаппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения полного размагничивания дросселя в каждом такте работы.

На фиг. 1 приведена электрическая схема вторичного источника питания (ВИП); на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу ВИП.

ВИП содержит генератор тактовых импульсов 1, выполненный на трех инверторах 2-4. Вход первого инвертора 2 соединен с

выходом второго инвертора 3 и через конденсатор Б - с входом третьего инвертора 4, который через резистор 6 соединен с выходом первого инвертора 2. ВИП содержит также последовательно соединенные датчик тока 7, силовой транзисторный ключ 8 и первичную обмотку дросселя 9, вторичная обмотка которого через диод 10 соединена с входом выходного фильтра 11, выход которою соединен с входом блока 12 обратной связи по напряжению, пороговое устройство 13, выполненное на триггере 14 с раздельными входами и транзисторе 15 с общим эмиттером, база которого соединена через резистор смещения 16с выходом датчика тока, 7 и через буферный резистор 17с

О 00

о о ел

СП

выходом блока 12 обратной связи по напряжению, а коллектор подключен к первому входу триггера 14, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 1, блок 18 контроля размагничивания дросселя, выполненном на транзисторном ключе 19 и токозадающем резисторе 20, При этом выход блока 18 контроля размагничивания дросселя соединен с входом блока запрета 21, управляющий вход которого подключен к выходу триггера

14порогового устройства 13, выходы третьего инвертора 4 генератора тактовых импульсов 1 и блока запрета 21 через элемент ИЛИ 22 соединены с входом второго инвертора 3 генератора тактовых импульсов 1, а выход первого инвертора 2 генератора тактовых импульсов 1 и выход триггера 14 порогового устройства 13 через элемент И 23 соединены с управляющим входом силового ключа 8. Блок 18 может быть выполнен на транзисторном ключе 19, управляющий вход которого соединен через резистор 20 с дополнительной обмоткой дросселя 9.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства, где а - напряжение на входе третьего инвертора 4 генератора тактовых импульсов 1; б - напряжение на выходе третьего инвертора 4 генератора тактовых импульсов 1; в - напряжение на выходе второго инвертора 3 генератора тактовых импульсов 1; г- напряжение на выходе первого инвертора 2 генератора тактовых импульсов 1; д - форма тока через первичную обмотку дросселя 9 и силовой транзисторный ключ 8; е - импульсы напряжения в коллекторе транзистора

15порогового устройства 13; ж - напряжение на выходе триггера 14 порогового устройства 13; з напряжение на выходе элемента И 23; и - форма тока через вторичную обмотку дросселя 9; к - напряжение на аыходе транзисторного ключа 19 блока контроля размагничивания дросселя 18; л - на- пряжение на выходе блока запрета 21; м - напряжение на выходе элемента ИЛИ 22.

ВИЛ работает следующим образом. - Генератор тактовых импульсов 1 вырабатывает на выходе первого инвертора 2 последовательность импульсов (см. фиг. 2г). Триггер 14 всякий раз переводится в О (см. фиг, 2ж) при подаче сигнала 1 на его пто- рой вход с выхода первого инвертора 2. При появлении уровня О на выходе первого инвертора 2 (см. фиг. 2г) элемент И 23 формирует сигнал, отпирающий силовой транзисторный ключ 8 (см. фиг. 2з). При этом к первичной обмотке дросселя 9 прикладывается входное напряжение. Полярность напряжения на вторичной обмотке дросселя 9

пои этом такова, что диод 10 заперт. Ток через дроссель 9 начинает нарастать (см. фиг. 2д). Напряжение на датчике тока 7 пропорционально величине тока через дроссель 9, а напряжение на выходе блока 12 обратной связи по напряжению пропорционально величине отклонения выходного напряжения ВИП от номинального значения. Эти два напряжения через резисторы 16 и

0 17 порогового устройства 13 прикладываются к базе транзистора 15. В процессе нарастания тока через первичную обмотку дросселя 9 появляется момент, когда транзистор 15 отпирается. При этом на коллек5 торе транзистора 15 появляется потенциал 1 (см. фиг. 2е), который переводит триггер 14 в состояние 1 (см. фиг. 2ж), в результате чего на выходе элемента И 23 появляется напряжение (см. фиг. 2з), запирающее сило0 вой транзисторный ключ 8. Ток через первичную обмотку дросселя 9 прекращается скачком (см. фиг. 2д), что, в свою очередь, приводит к исчезновению напряжения на датчике тока 7 и запиранию транзистора 15.

5 Одновременно энергия, накопленная в дросселе 9 за время отпирания силового ключа 8 начинает передаваться через диод 10 в выходной фильтр 11.

При этом через вторичную обмотку

0 дросселя 9 протекает спадающий ток (см. фиг. 2и), Напряжение на входе третьего инвертора (см. фиг. 2е) задано перезарядом конденсатора 5 через резистор 6, которыми определяется собственная частота генера5 тора тактовых импульсов 1, если на входе элемента ИЛИ 22, подключенном к выходу блока запрета 21, потенциал 1(см. фиг. 2л) устанавливается на время, не большее, чем время присутствия потенциала 1 (см. фиг.

0 26) на входе, подключенном к выходу третьего инеертора 4 генератора тактовых импульсов 1. Это условие соответствует нормальному установившемуся режиму ВИП, при котором полная передача энергии

5 из дросселя 9 (размагничивание дросселя) происходит до окончания собственного периода генератора тактовых импульсов (см. фиг. 2и). Контроль за размагничиванием дросселя 9 осуществляется блоком 18 конт0 роля размагничивания дросселя, в котором процесс размагничивания индицируется отпиранием транзисторного ключа 19 напряжением на дополнительной обмотке дросселя 9 через токозадающий резистор

5 20.

Сигнал от блока 18 контроля размагничивания дросселя (см. фиг. 2к) вводится в цепь обратной связи генератора тактовых импульсов 1 при помощи элемента ИЛИ 22 через блок запрета 21, который разрешает

прохождение его в фазе сигнала генератора тактовых импульсов 1, которая полностью исключает открытое состояние силового транзисторного ключа 8, Этому условию отвечает сигнал на выходе триггера 14 (см. фиг. 2ж), которым управляется блок запрета 21. Сигнал размагничивания соответствует наличию потенциала 1 на входе элемента ИЛИ 22 (см. фиг. 2л). При нормальном установившемся режиме работы ВИП сигнал размагничивания короче интервала перезаряда конденсатора 5 генератора тактовых импульсов 1 и не оказывает влияния на его работу. При провалах напряжения входной сети время пребывания силового транзи- сторного ключа увеличивается до максимальной величины. При этом время на размагничивание дросселя 9, заданное собственной частотой генератора тактовых импульсов 1, оказывается недостаточным для полного его размагничивания, но и сигнал индикации размагничивания (см. фиг. 2л) автоматически продлевает время пребывания генератора 1 в фазе, соответствующей размагничиванию дросселя на величину г (см. фиг. 2в) до полного его размагничивания. При этом очередное отпирание силового транзисторного ключа 8 также оказывается задержанным на величину г (см. фиг. 2з).

Таким образом, ВИП исключаются уело- вия неполного размагничивания дросселя 9 до начала следующего такта работы. В результате отсутствуют импульсы тока через силовой транзисторный ключ 8 неконтролируемой амплитуды, возникающие из-за инерционности запирания диода 10, через который в момент отпирания силового транзисторного ключа 8 может протекать ток из-за неполностью размагниченного дросселя 9. Это повышает надежность транзи- сторного ключа 8 и исключает влияние предыдущего такта работы на последующий.

Формула изобретения 1. Вторичный источник питания, содер- жащий генератор тактовых импульсов, выполненный на трех инверторах, вход первого из которых соединен с выходом второго и через конденсатор с входом третьего, который через резистор соединен с выходом первого, который является выходом генератора тактовых импульсов, последовательно соединенные датчик тока, силовой транзисторный ключ и первичную обмотку дросселя, вторичная обмотка которого через диод соединена с входом выходного фильтра, выход которого соединен с входом блока обратной связи по напряжению, пороговое устройство, выполненное на триггере с раздельными входами и транзисторе с общим эмиттером, база которого соединена через резистор смещения с выходом датчика тока и через буферный резистор с выходом блока обратной связи по напряжению, а коллектор подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения полного размагничивания дросселя в каждом такте работы,в него введены элементы И, ИЛИ, блок запрета и блок контроля размагничивания дросселя, при этом выход блока контроля размагничивания дросселя соединен с входом блока запрета, управляющий вход которого подключен к выходу триггера порогового устройства, выход третьего инвертора генератора тактовых импульсов и выход блока запрета через элемент ИЛИ соединены с входом второго инвертора генератора тактовых импульсов, а выход генератора тактовых импульсов и выход триггера порогового устройства через элемент И - с управляющим входом силового ключа.

2. Источник по п. 1,отличающийся тем, что блок контроля размагничивания дросселя выполнен на транзисторном ключе, управляющий вход которого соединен через токозадающий резистор с дополнительной обмоткой дросселя.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным источникам питания, и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения полною размагничивания дросселя в каждом такте работы. Устройство содержит последовательно соединенные дроссель 9, силовой ключ 8, датчик тока 7, а также генератор тактовых импульсов 1, выполненный на трех инверторах 2-4, пороговое устройство 13, блок 18 контроля размагничивания дросселя, блок запрета 21, элементы ИЛИ 22 и И 23. Если время размагничивания дросселя 9, заданное собственной частотой генератора 1, оказывается не достаточным, то сигнал индикации размагничивания блока 18 контроля размагничивания дросселя через блок запрета 21 и элемент ИЛИ продлевает сигнал генератора 1, соответствующий фазе размагничивания дросселя. При этом очередное отпирание силового ключа 8 происходит только после снижения до нуля тока выходной обмотки дросселя. 1 з,п. ф-лы. 2 ил. ё