Многоканальный преобразователь напряжения Советский патент 1993 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразовательной технике. Может быть использовано для регулирования выходных параметров блоков многоканальных источников вторичного электропитания, в частности, для выравнивания уровней выходного напряжения каналов при их последовательном соединении по выходу.Цель изобретения - повышение устойчивости работы и надежности многоканальных источников питания с последовательным соединением выходов каналов.

Согласно изобретению.указанная цель достигается тем/что в многоканальном преобразователе напряжения, содержащем N последовательно соединенных по выходу каналов, выполненных на базе однотактных транзисторных преобразователей каждый из которых содержит схему формирования импульсов управления, подключенную к ба- зо-эмиттерному переходу транзисторного

ключа, причем выход каждого канала подключен к первичной обмотке повышающего трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены выпрямитель и фильтр, в каждый канал введен узел отрицательной обратной связи; включающий дополнительную обмотку,, размещенную на магнитопроводе повышающего трансформатора и соединенную с выпрямительным диодом и первым резистором, параллельно которому подключен конденсатор фильтра,-и формирующую цепь из параллельно соединенных второго резистора и одностороннего стабилитрона, анодный вывод которого подключен к общей точке соединения конденсатора фильтра и резистора дополнительной обмотки, а катодный вывод подключен к схеме формирования-импульсов управления силовым ключом транзисторного преобразователя, и интегрирующую цепь из параллельно соединенных резистора и конго

и

ю

денсатора, одним концом подключенную к схеме формирования импульсов управления силовым ключом и катодному выводу стабилитрона, а второй вывод интегрирующей цепи заземлен.

На чертеже представлена электрическая схема N-rp канала преобразователя.

Схема формирования импульсов управления силовым ключом 1 канала, обведенная пунктиром, состоит из двух управляющих транзисторов 2 и 3, источника отпирающего напряжения 4, формирующей цепи из резистора 5 и диода 6 и источника запирающего напряжения 7.

Транзистор 2 п-р-п типа и транзистор 3 р-п-р типа базами соединены между собой и общая точка соединения баз подключена к системе управления (СУ) источником питания и ко входам N-1-го и N+t-ro каналов. Транзистор 2 коллектором подключен к полюсу источника 4 отпирающего напряжения, эмиттером соединен с эмиттером управляющего транзистора 3 и через токо- задающий резистор 5 и формирующий диод 6, катодом подключенный к общей точке соединения эмиттера - с базой силового ключа 1. Коллектор транзистора 3 соединен с минусом источника 4 отпирающего напряжения (точка А). Первичная обмотка W1 трансформатора 8 подключена одним концом к коллектору силового ключа 1, а другим - к полюсу источника питания 9. Силовая обмотка W2, к которой подключены однополупериодный выпрямитель на диоде 10 и емкость 11, соединенная последовательное выходами N-1-го и N+1-го аналогичных каналов, включена встречно с первичной обмоткой Win согласно с дополнительной обмоткой W3 (размещенной на магнитопроводе повышающего транзистора 8), соединенной с выпрямительным диодом 12, резистором 13 и параллельно включенный резистору 13 конденсатором фильтра 14, причем общая точка соединения диода 12, конденсатора 14 и резистора 13 подключена к эмиттеру силового ключа 1 и заземлена. К общей точке соединения фильтра 14 и резистора 13 дополнительной обмотки подключена формирующая цепь из параллельно соединенных резисторов 16 и одностороннего стабилитрона 17, причем анодный вывод стабилитрона подключен к общей точке соединения фильтра 14 и резистора 13, а к катодному выводу, соединенному с общей точкой А источников 4 и 7, подключена интегрирующая цепь, состоящая из параллельно соединенных резистора 18 и конденсатора 19, другие выводы которых заземлены.

Схема работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала от общей системы управления многоканальным преобразователем напряжения транзисторы 2 и 3 рассматриваемого канала

пропускают импульсы постоянной скважности через силовой ключ 1 на первичную обмотку W 1 трансформатора 8, формируя на ней импульсное напряжение прямоугольной формы, которое, трансформируясь в си0 ловую обмотку W2, обеспечивает заряд конденсатора 11 через диод 10 до напряжения ивых. Одновременно на выходе дополнительной обмотки W 3 трансформатора 8 формируется напряжение Увых. являющее5 ся частью от U вых. При случайном (неуправляемом) превышении иВых, обусловленном перегревом элементов транзисторного пре- образователя и/или обмоток трансформатора и/или отклонением напряжения

0, источника питания канала, пропорционально возрастает 1)Вых и потенциал точки А увеличится. Тем самым, уменьшится токозадающая разность потенциалов (Uojn- ивых) и степень насыщения силового тран5 зистора 1 уменьшится, чтр будет эквивалентно снижению скважности работы силового ключа данного канала относительно скважности, определяемой общей системой управления. Одновременно с этим

0 возрастает разность потенциалов запирания (-и3аа)-.и вых) силового ключа 1, что, в свою очередь, также снизит эквивалентную скважность. Следствием этого является уменьшение напряжения Увых на емкостной

5 нагрузке 11 вторичной обмотки W2 трансформатора 8 до величины, равной выходному напряжению аналогичных каналов, последовательно соединенных выходами с данным,

0 ...

Диод 6, подключенный параллельно то- козадающему резистору 5, формирующему амплитуду тока 1 отп при отпирании силового ключа 1, в данном случае обеспечивает

5 формированное запирание силового ключа 1 за счет быстрого разряда выходной емкости управляющего р-n .перехода данного ключа.

Для повышения устойчивости создан0 ной таким образом дифференциальной отрицательной ОС по напряжению используются формирующая цепь из параллельно соединенных резистора 16 и стабилитрона 17, обеспечивающих желаемую

5 зону нечувствительности ОС, а также интегрирующая цепь из параллельно соединенных сопротивления 18 и конденсатора 19, увеличивающая жесткость внешней характеристики дополнительных источников питания 4 и 7 схемы формирования

управляющих импульсов силового ключа 1 канала.

Таким образом, в описываемом многоканальном преобразователе напряжения в каждом канале обеспечивают выравнива- ние выходных напряжений каналов между собой, что исключает выход каналов из строя из-за перекоса выходных напряжений и, тем самым, повышает устойчивость работы многоканального преобразователя н.апря- жения с последовательным соединением выходов. Поскольку описанная система является более простой по сравнению с традиционными для высоковольтных источников питания, то ее использование обуславливает повышение надежности работы устройств данного типа.

Формула изобретения 1. Многоканальный преобразователь напряжения, содержащий N параллельно соединенных по входу и последовательно соединенных по выходу каналов, выполненных на базе однотактных транзисторных преобразователей, каждый из которых со- держит схему формирования импульсов управления, подключенную к базоэмиттер- ному переходу транзисторного ключа, причем выход каждого канала подключен к первичной обмотке повышающего трансформа-

тора, к вторичной обмотке которого подключены выпрямитель и фильтр, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости в работе и надежности преобразователя путем выравнивания напряжений, в каждый канал- введен узел отрицательной обратной связи, включающий дополнительную обмотку, размещенную на магнитопроводе повышающего трансформатора, соединенную с выпрямительным диодом и первым резистором, параллельно которому подключен конденсатор фильтра, одним выводом подключенный к эмиттеру транзисторного ключа, и формирующую цепь из параллельно соединенных второго резистора и одностороннего стабилитрона, анодный выход которого подключен к общей точке соединения другого вывода конденсатора фильтра и первого резистора, а катодный вывод - к базе транзисторного ключа.

2. Преобразователь напряжения по п. 1. отличающийся тем, что в каждый узел отрицательной обратной связи введена интегрирующая цепь из параллельно соединенных третьего резистора и конденсатора, одним концом подключенная к базе транзисторного ключа и катодному выводу стабилитрона, а другим концом - к эмиттеру транзисторного ключа.

Использование: контроль и регулирование выходных параметров блоков многоячейковых источников вторичного электропитания, в частности для выравнивания уровней выходного напряжения ячеек при их последовательном соединении. Для этого в каждый канал введены узел отрицательной обратной связи, включающий дополнительную обмотку, размещенную на магнитопроводе повышающего трансформатора, выпрямительный диод, первый резистор и конденсатор фильтра, а также формирующая цепь из второго резистора и одностороннего стабилитрона. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.