Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1993 года по МПК H02M7/12 

ходного напряжения на первом входном ыводе 1 и открывание ключевого элемента при отрицательной полуволне на указанном выводе, а также резистор 11 и оптоэлек- ронный прибор 12, при этом анод первого катод второго диодов 5 и 6 соединены оответственно с первым и вторым входными выводами 1 и 2, катод первого диода 5 соединен с положительным выводом накопительного конденсатора 8 и входным выводом ключевого элемента 7, выходной вывод которого подключен к положительному вы- воду выходного конденсатора 9 и первому выходному выводу 3, первый и второй входные выводы блока управления 10 подключены, соответственно к первому и второму входным выводам 1 и 2 преобразователя, а его выходные выводы подключены к свето- излучателю оптоэлектронного прибора 12, фотоприемник которого одним выводом подключен к входному, а другим - к управ- ляющему выводам ключевого элемента 7, отрицательный вывод выходного конденсатора 9 соединен с вторым выходным выводом 4, управляющий вывод ключевого элемента 7 через резистор 11 соединен с вторым выходным выводом 4,.с отрицательным выводом накопительного конденсатора 8, с управляющим, выводом блока управления 10 и через датчик тока 13 - с анодом второго диода 6; а блок управления 10 содержит узел питания 14, узел сравнения 15 и узел формирования сигнала управления 16, выполненный обеспечивающим формированием сигнала управления с заданным соотношением длительностей импульса и паузы, причем общие выводы всех узлов объединены между собой и их общая точка соединения образует второй входной вывод близка управления 10, первый входной вывод которого соединен с входом узла питания 14, выход которого образует первый выходной вывод блока управления 10 и соединен с входами питания узлов сравнения и формирования сигнала управления 15 и 16, вход узла сравнения 15 образует управляющий вывод блока управления 10, а его выход соединен с входом узла формиро- взния сигнала управления 16, выход которого образует второй выходной вывод блока управления 10.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении положительной полуволны на входные выводы 1 и 2 через диоды 5 и 6 заряжается накопительный конденсатор 8 до максимального значения входного напряжения, при этом на выходе узла сравнения 15 появляется импульс на время протекания тока через датчик тока 13,

т. е. на время заряда накопительного конденсатора 8, этот импульс поступает на вход узла формирования сигнала управления 16, который в простейшем случае представляет собой ждущий мультивибратор, срабатывающий по переднему фронту входного импульса. На выходе узла формирования сигнала управления 16 при этом появляется импульс заданной длительности (длитель0

ность определяется параметрами элементов мультивибратора), обеспечивающий протекание тока через светоизлучатель оптоэлектронного прибора 12, что приводит к открыванию его фотоприемника и закрыва5 нию ключа 7. В момент окончания импульса управления прекращается воздействие на фотоприемник оптоэлектронного прибора 12 и ключ 7 открывается, т. к он выполнен нормально открытым, для чего управляю0 щий вывод ключа 7 через резистор 11 соединен с вторым выходным выводом 4 преобразователя. При этом происходит мгновенное выравнивание напряжений на накопительном и выходном конденсаторах

5 8 и 9 с их последующим совместным разрядом на нагрузку. Причем диоды 5 и 6 остаются закрытыми присутствующими на них обратными напряжениями, что обеспечивает гальваническую развязку нагрузки от ис0 точника входного напряжения. Длительность импульса управления, закрывающего ключ 7, должна превышать время заряда накопительного конденсатора 8 для обеспечения спада положительной полувол5 ны на аноде диода 5 до уровня ниже величи- ны напряжения на накопительном конденсаторе 8. Это необходимо для исключения открывания диода 5 в момент выравнивания напряжений на накопительном и

0 выходном конденсаторах 8 и 9, в противном случае это может привести к образованию кратковременной гальванической связи нагрузки с источником входного напряжения. По сравнению с прототипом в предлагае5 мом устройстве происходит уменьшение величины пульсаций выходного напряжения за счет максимального увеличения времени совместного разряда накопительного и выходного конденсаторов, т. к. величина пре0 вышения длительности импульса управления времени заряда накопительного конденсатора может выбираться очень незначительной. Увеличение времени совместного разряда накопительного и выход5 ного конденсаторов эквивалентно увеличению емкости выходного конденсатора на это время. В случае использования двух одинаковых преобразователей, включенных параллельно, появляется дополни- тельный эффект уменьшения величины

пульсаций выходного напряжения, т.к. на нагрузку постоянно работают три или четыре конденсатора, т.е. или два выходных и один накопительный, или два выходных и оба накопительных конденсатора.

Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй входные, первый и второй выходные выводы для подключения соответственно источника переменного напряжения и нагрузки, первый и второй диоды, управляемый ключевой элемент, накопительный и выходной конденсаторы, блок управления, обеспечивающий закрывание ключевого элемента при положительной полуволне входного напряжения на первом входном выводе и открывание ключевого элемента при отрицательной полуволне на указанном выводе, а также резистор и оптоэлектрон- ный прибор, при этом анод первого и катод второго диодов соединены соответственно с первым и вторым входными выводами, катод первого диода соединен с положи- тельным выводом накопительного конденсатора и входным выводом ключевого элемента, выходной вывод которого подключен к положительному выводу выходного конденсатора и первому выходному выводу, первый и второй входные выводы блока управления подключены соответственно к первому и второму входным выводам преобразователя, а его выходные выводы - к светоизлучателю оптоэлектрон-

ного прибора, фотоприемник которого одним выводом подключен к входному, а другим - к управляющему выводам ключевого элемента, отрицательный вывод выходного конденсатора соединен с вторым выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения величины пульсаций выходного напряжения, управляющий вывод ключевого элемента через резистор соединен с вторым выходным выводом, а отрицательным выводом накопительного конденсатора, с управляющим выводом блока управления и через дополнительно введенный датчик тока - с анодом второго диода, а блок управления включает узел питания, узел сравнения и узел формирования сигнала управления, выполненный обеспечивающим формирование сигнала управления с заданным соотношением длительностей импульса и паузы, причем общие выводы всех узлов объединены между собой и их общая точка соединения образует второй входной вывод блока управления, первый входной вывод которого соединен с входом узла питания, выход которого образует первый выходной вывод блока управления и соединен с входами питания узлов сравнения и формирования сигнала управления, вход узла сравнения образует управляющий вывод блока управления, а его выход соединен с входом узла формирования сигнала управления, выход которого образует второй выходной вывод блока управления.

5,

-И1Ь

15

/3

+340

12,

8

U,

А

Фиг, 2