Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Известны стабилизированные инверторы, в которых для обеспечения работы при расширенном диапазоне входных напряжений в цепь питания включен силовой регулирующий транзистор, а первичная обмотка выходного трансформатора имеет вывод от средней точки, соединенной через возвратный диод с точкой соединения дросселя сглаживающего фильтра с регулирующим транзистором.

Недостатком этих инверторов является низкий КПД, обусловленный двойным преобразованием энергии, а также сложность схемы инверторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный к выходным выводам усилитель мощности с трансформаторным выходом, выходной выпрямитель, управляемый задающий генератор с время- задающей RC-цепочкой, средняя точка которой образует управляющий вход этого генератора, и резистивный делитель входного напряжения, средняя точка которого через инвертирующий нелинейный узел с передаточной характеристикой гиперболического типа, встречно включенный диод и резистор соединена с управляющим входом задающего генератора.

Необходимым условием для работоспособности преобразователя постоянного наvi

о ел ю

00

со

пряжения является наличие в нем схемы управления, формирующей длительность импульсов на выходе усилителя мощности, гиперболически зависимую от величины изменяющегося входного напряжения. При этом реализация гиперболической функции в нем связана со сложностью схемы устройства управления преобразователем, а также с ограниченной точностью аппроксимации гиперболической функции этим устройством.

Цель изобретения - упрощение схемы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления преобразователем постоянного напряжения, выполненном на усилителе мощности с трансформаторным выходом, содержащем управляемый задающий генератор, выход которого подключен к входу распределителя-формирователя импульсов управления усилителем мощности, пороговый вход - к средней точке резистивного делителя, а управляющий вход - к средней точке вре- мязадающей RC-цепочки, управляемый задающий генератор выполнен с независимыми цепями заряда и разряда конденсатора времязадающей RC-цепочки, выводы резистивного делителя предназначены для подключения к шинам питания преобразователя постоянного напряжения, а параллельно низковольтному плечу резистивного делителя подключен ограничитель напряжения.

Совокупность существенных признаков предлагаемого устройства за счет использования задающего генератора с независимыми цепями заряда и разряда конденсатора времязадающей RC-цепочки, подключения резистивного делителя порогового входа к шинам питания преобразователя и введения ограничителя напряжения на входе задающего генератора вместо блока реализации гиперболической функции и задающего генератора с взаимозависимыми цепями заряда и разряда конденсатора RC- цепочки позволяет существенно упростить устройство для управления преобразователем постоянного напряжения по сравнению с известным устройством.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для управления преобразователем постоянного напряжения; на фиг.2 - графики, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные управляемый задающий генератор 1, распределитель-формирователь 2 импульсов управления и усилитель 3 мощности с трансформаторным выходом. К шинам питания преобразователя подключен резистивный делитель 4, выход которого соединен с пороговым входом управляемого задающего генератора 1, параллельно низковольтному плечу которого подключен ограничитель 5 напряжения. Управляемый задающий генератор 1 выполнен с независимыми цепями заряда и разряда времяза- дающего конденсатора 6, заряд которого

осуществляется через резистор 7 и диод 8, а разряд - через резистор 9 и диод 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Величина напряжения ограничителя 5

напряжения выбирается из условия

Uyn UCT U вх.макс ,

где Uyn величина напряжения питания уп- равляемого задающего генератора 1; DCT - величина ограничения; U вх.макс максимальное напряжение, снимаемое со средней точки резистивного делителя 4 напряжения и пропорциональ- ное максимальному значению входного напряжения.

Так как времязадающий конденсатор 6 имеет независимые цепи заряда и разряда, с помощью резисторов 7 и 9 можно обеспе- чить необходимые для работы преобразователя постоянные времени заряда и разряда, которые определяют длительность пауз и импульсов соответственно на выходе распределителя-формирователя 2 импульсов управления, а следовательно, и на выходе усилителя 3 мощности.

При каждом заряде времязадающего конденсатора 6 напряжение на нем возрастает от UBX до UCT, а при каждом разряде снижается от UCT до UBx.

Так как заряд происходит по закону

45

p-v

иСЗар(иуп -и„х)(1 -е гз RiC&

до напряжения UCT, то при малой разности UyrrUcr время заряда примерно одинаково во всем диапазоне изменения разности иуп-и ex.

Разряд конденсатора происходит относительно общего провода по закону

t

исразр UCT е г,тр RioCe ,

но до напряжения UBx, поэтому время разряда изменяется в широких пределах в соответствии с величиной UBX, определяющей

разность UCT-U вх, т.е. величину снижения напряжения на конденсаторе при разряде. Таким образом, время разряда тем больше. чем меньше UBx.

В зависимости от величины входною напряжения время разряда конденсатора б изменяется в пределах отт.и мин при высоком входном напряжении до ти макс при низком входном напряжении (фиг.2).

Во время заряда на выходе управляемо го задающего генератора сохраняется высокий уровень напряжения Ur, во время разряда - низкий (фиг,2).

Распределитель-формирователь 2 импульсов управления осуществляв поочередное управление силовыми транзисторами усилителя 3 мощности с трансформаторным выходом, который может быть выполнен как по полумостовой. так и по мостовой схеме.

Импульсы на выходе управляемого задающего генератора 1 соответствуют паузе между отключением одного из силовых транзисторов усилителя 3 мощности (в полумостовом варианте) и включением другого транзистора, а пауза на выходе управляемого задающего генератора 1 - включенному состоянию одного из силовых транзисторов усилителя 3 мощности.

Наличие паузы между отключением одного из силовых транзисторов и включени ем другого обеспечивает предотвращение сквозных токов через транзисторы.

0

5

0

5

0

5

Таким образом, при пр пн С-ком использовании предлагаемого устройства в качестве вторичного источника питания его конструкция по сравнению с известным устройством существенно упрощается, причем его качественные характеристики не только полностью сохраняются, но и улучшаются, например, за счет того, чго реализация гиперболической зависимости длительности импульсов и пауз от величины входного напряжения осуществляется более простыми и точными средствами аппроксимации.

Формула изобретения Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения, выполненное на усилителе мощности с трансформаторным выходом, содержащее управляемый задающий генератор, выход которого подключен к входу распределителя-формирователя импульсов управления усилителем мощности, пороговый вход - к средней точке резистивного делителя, а управляющий вход -- к средней точке времяза- дающей RC-цепочки, отличающееся тем, что, с целью упрощения, управляемый генератор выполнен с независимыми цепями заряда и разряда конденсатора времяза- дающей RC-цепочки, вывсды резистивного делителя предназначены для подключения к шинам питания преобразователя постоям ного напряжения, а параллельно низковольтному плечу резистивного делите ; подключен ограничитель напряжения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - упрощение устройства - достигается благодаря использованию управляемого задающего генератора с независимыми цепями заряда и разряда времязадающего конденсатора, соединению подключенного к пороговому входу генератора резистив- ного делителя с шинами питания преобразователя и ограничению напряжения, снимаемого с резистивного делителя, что позволяет реализовать гиперболическую зависимость импульсов и пауз от величины входного напряжения существенно простыми средствами. 2 ил. (Л С

ФиГо I

-ri-V/t --я 1L M I-LitI i TiТ

Lrr-u --r4- -- i ii

Фиг. 2