Устройство для управления двухтактным транзисторным преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания, предназначенных для преобразования постоянного напряжения в регулируемое переменное.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения преобразователя и улучшение его качества при изменении нагрузки.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства для управления двухтактным транзисторным преобразователем.

Устройство содержит два нуль-органа 1 и 2 (например, на компараторах), компаратор 3, три конденсатора 4-6, восемь диодов , делитель 15 напряжения, семь резисторов 16-22, источники 23 и 24 питания

(шины источника питания), два выходных вывода 25 и 26, предназначенных для подключениях управляющим цепям транзисторов преобразователя, два управляющих вывода 27 и 28 для подключения сигналов регулирования по принципу частотно-импульсной и широтно-импульсной модуляции (ним и ШИМ). Цепи питания нуль-органов 1 и 2, компаратора 3 и входные выводы делителя 15 напряжения подключены к соответствующим шинам источника 23 и 24 питания. Резисторы 16 и 17 мостового времязадающего элемента соединены одними выводами с положительной шиной 23 источника питания, а их другие выводы подключены к разным обкладкам конденсатора 4 и анодам диодов 7, 10, 12 и 8, 9, 11 соответственно. Точка соединения входов опорного напряжения нуль-органов 1 и 2 соединена с

управляющим выводом 27 для подключения сигнала регулирования по принципу ЧИМ и выходом делителя 15 напряжения. Катод диода 7 соединен с измерительным входом первого нуль-органа 1 и через резистор 20 параллельно которому включен форсирующий конденсатор 6,- с выходом второго нуль-органа 2. катодом диода 9 и через резистор 19с выходным выводом 26 устройства. К этому же выводу подключен анод диода 14, катод которого соединен с выходом компаратора 3 и катодом диода 13, анод которого соединен с выходным выводом 25 устройства и через резистор 18 - с выходом первого нуль-органа 1, катодом диода 10, и через резистор 21, параллельно которому подключен формирующий -конденсатор 5, соединен с катодом диода 8 и измерительным входом второго нуль-органа 2. Катоды диодов 11 и 12 соединены с инвертирующим входом компаратора 3 и через резистор 22 - с отрицательной шиной 24 источника питания, а неинвертирующий вход компаратора 3 соединен с управляющим выводом 28 для подключения сигнала регулирования по принципу ШИМ.

Устройство работает следующим ъбразом.

В исходном состоянии сигналы управления на управляющих выводах 27 и 28 отсутствуют. При подаче напряжения на шины 23 и 24 питания, ток, протекающий через резисторы 16 и 17, диоды 11 и 12 и резистор 22, устанавливает компаратор 3 в нулевое состояние. Выходной (нулевой) сигнал компаратора 3 через диоды 13 и 14 блокирует импульсы управления на выходнь х выводах 25 и 26 устройства. Одновременно через резисторы 16 и 17 и диоды 7 и 8 положительное напряжение поступает на измерительные входы нуль-органов 1 и 2, способствуя появлению на их выходах нулевых уровней напряжения. Так как быстродействие компараторов не может быть одинаковым, то появление нулевого уровня на одном из них происходит быстрее (например, на первом 1), чем на другом. В этом случае с выхода первого нуль-органа 1 через резистор 21 нулевой сигнал обратной связи поступит на измерительный вход второго нуль-органа 2 и переключит его в единичное состояние. Конденсатор 4 мостового времязадающего элемента начнет заряжаться по цепи: шина

23источника питания - резистор 17 - конденсатор 4 - диод 10 - нуль-орган 1 - шина

24источника питания.

В момент, когда величина напряжения на измерительном входе нуль-органа 2 превысит напряжение на его опорном входе, произойдет его переключение в нулевое состояние. При зтом нулевой сигнал обратной связи через резистор 20 переведет первый нуль-орган 1 в единичное состояние. Конденсатор 4 начинает перезаряжаться по цепи: шина 23 источника питания - резистор 16 - конденсатор 4 - диод 9 - второй нульорган 2 - шина 24 источника питания и в момент, когда напряжение на измерительном входе первого нуль-органа 1 станет больше, чем на его опорном входе, он переключится в нулевое состояние. Далее процессы повторяются.

В каждый полупериод работы генератора плавно изменяющееся напряжение в виде пилы, амплитуда которой задается резистивным делителем напряжения 15, поступает с обкладок конденсатора 4 через диоды 11 и 12 на инвертирующий вход компаратора 3. При подаче на управляющий вывод 28 положительного уровня напряжения компаратор 3 будет оставаться в единичном состоянии в каждый полупериод до тех пор, пока напряжение на его неинвертирующем входе будет больше, чем на его инвертирующем входе. В это время на выходных выводах 25-26 устройства будут присутствовать импульсы управления. Изменяя величину уровня напряжения на управляющем выводе можно изменять их длительность при неизменной частоте, осуществляя регулирование по принципу ШИМ. Резисторы 18 и 19 препятствуют срыву генеращ и в момент, когда компаратор 3 переключается в нулевое состояние.

Регулирование ло принципу ЧИМ в устройстве осуществляется изменением напряжения на опорных входах нуль-органов 1 и 2. При его уменьшении генератор увеличивает выходную частоту управляющего сигнала. При подаче сигнала на входные выводы 27 и 28 на выходных выводах 25 и 26 будут изменяться импульсы управления одновременно по частоте и по длительности, причем при уменьшении сигнала регулирования их частота увеличивается, а длительность уменьшается.,

Повышение быстродействия и устойчивости работы генератора осуществляется за счет организации дополнительных контуров разряда конденсатора 4 в момент коммутации через диод 9, нуль-орган 2, диод 29 в один полупериод и через диод 10, нуль-орган 1, диод 30 в другдй полупериод.

При подаче аналогового сигнала на клемму 31 симметрирования можно добавлять или убавлять ток зёряда конденсатора 4 в один из полупериодов. Частота работы генератора при этом не изменяется, а дли гельность импульса в этом полупериоде изменится обратно-пропорционально зарядному току,

Устройство может работать и с однотактными преобразователями. В этом случае для расширения диапазона регулирования величина сопротивления одного из резисторов времязадающего элемента (например, первого 16) выбирается меньшей, чем второго (17). Генератор при этом работает в несимметричном режиме. С целью экономии диоды 12 и 13 не устанавливаются, сигнал управления снимается с выходного вывода 26.

Формула изобретения 1 .Устройство для управления двухтактным транзисторным преобразователем, содержащее два нуль-органа, компаратор, делитель напряжения, восемь диодов, шесть резисторов, конденсатор, два управляющих вывода и мостовой времязадающий элемент, два плеча которого образованы первым и вторым резисторами, соединенными одними выводами с положительной шиной источника питания, другими - с разными обкладками конденсатора и анодами первого и второго диодов, образующих два других его плеча, а также анодами третьего и четвертого диодов соответственно, измерительный вход первого нуль-органа соединен с катодом первого и через третий резистор с катодом четвертого диодов, первым выводом шестого резистора и с выходом второго нуль-органа, измерительный вход которого соединен с катодом второго диода и через четвертый резистор с выходом первого нуль-органа, катодом третьего диода и первым выводом пятого резистора.

а входы опорного напряжения нуль-органов объединены с первым управляющим выводом и средним выводом делителя напряжения, подключенного к шинам питания, причем вторые выводы пятого и шестого резисторов использованы как выходные выводы, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения преобразователя и улучшения его качества, оно снабжено двумя дополнительными форсирующими конденсаторами, включенными параллельно третьему и четвертому резисторам, а к второму управляющему выводу подключен первый вход компаратора, второй вход которого соединен с катодами пятого и шестого диодов, аноды которых подключены ic диагонали мостового времязадающего элемента, причем выход компаратора подключен к катодам седьмого и восьмого диодов, аноды которых соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами.

2.Устройство поп. 1,отличающеес я тем, что, с целью повышения быстродействия и устойчивости в работе преобразователя, введены девятый и десятый диоды, подключенные катодами к диагонали мостового времязадающего элемента, а анодами соединенные с отрицательной шиной питания.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено выводом для подключения сигнала симметрирования, соединенным с одной из обкладок конденсатора.

S5

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.предназначенных для преобразования постоянного напряжения в регулируемое переменное. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения преобразователя и улучшение его качества при изменении нагрузки. Устройство для управления двухтактным транзисторным преобразователем содержит два нуль- органа, компаратор, делитель напряжения. За счет организации дополнительных контуров разряда конденсатора времязадающего элемента повышено быстродействие устройства. Подача аналогового сигнала симметрирования на введенный управляющий вывод обеспечивает регулирование длительности импульсов по полупериодам выходной частоты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.•^^