ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Советский патент 1970 года по МПК H02M3/337 

Известные преобразователи постоянного напряжения в постоянное, содержащие мультивибратор на транзисторах, шунтированных встречными диодами, с трансформатором, имеющим комплект коллекторных и базовых обмоток, не обеспечивают обмен энергией между электрически несвязанными источниками постоянного тока и не могут быть использованы, например, для блоков управления шаговыми двигателями, требующих рекуперации энергии, накопленной электромагнитным нолем коммутируемых обмоток.

Введение в предлагаемом нреобразователе дополнительных мультивибраторов, подключенных к своим источникам питания, с трансформаторами, Коллекторные и базовые обмотки которых расположены на сердечнике трансформатора основного мультивибратора, обеспечивает обмен энергией между электрически несвязанными источниками постоянного тока и позволяет, например, в блоках управления шаговыми двигателями рекуперировать энергию, запасенную электромагнитнььм полем коммутируемых обмоток двигателей, повысив, тем самым, к.п.д. шагового привода и упростив устройство в целом.

Устройство включает в себя основной мультивибратор 1, подключенный к источнику тока .и содержащий транзисторы 2 и 3, шунтированные встречными диодами 4 и 5, и трансформатор с коллекторными 6 и базовыми 7 обмотками. В цепь базовых обмоток 7 включен ограничивающий резистор 8.

Дополнительный мультивибратор 9, аналогичен основному, а коллекторные и базовые

обмотки трансформаторов обоих мультивибраторов расположены на одном общем сердечнике 10.

Дополнительный мультивибратор 9 соединен с усилителем мощности блока управления

шаговым двигателем. На схеме изображен один канал усилителя, включающий в себя транзистор 1, обмотку 12 шагового двигателя и разделительный диод 13, при помонди которого обмотка 12 двигателя подключается

к дополнительному мультивибратору 9.

Принцип действия мультивибратора 1 состоит в следующем. Предположим, что открыт транзистор 2 и к коллекторной обмотке 6, соединенной с ним, прилол ено полное напряжение источника питания з.д.с., наводимая в базовых обмотках 7, поддерживает открыгым транзистор 2 и закрытым - транзистор 3. Такое состояние транзисторов будет сохраняться до тех пор, пока индукция в сердечнике 10 не

танию коллекторного тока, уменьшению э.д.с. в базовых обмотках и нарушению условия насышения транзистора 2. Запирание транзистора 2 вызовет изменение полярности э.д.с. в базовых обмотках 7 и ускорение процесса запирания транзистора 2 и открывания транзистора 3.

Далее процесс переключения транзисторов повторяется. Резистор 8 ограничивает базовый ток транзисторов. Если транзистор 11 усилителя мощности находится в открытом состоянии, то электромагнитная энергия обмотки 12 к дополнительному мультивибратору 9 не поступает и он работает как выпрямитель, создавая на диоде 13 отрицательное напряжение, превышающее напряжение И источника питания. Транзисторы дополнительного мультивибратора 9 переключаются синхронно с транзисторами основного мультивибратора 1, однако влияния на выпрямительный режим, осушествляемый встречными диодал1и, ие оказывают, поскольку открытый транзистор щунтирует проводящий ди-од, а непроводящпй диод шунтируется закрытым транзистором. Тем не менее транзисторы дополнительного мультивибратора всегда готовы к работе в ипверторном режиме. Указанный релшм будет иметь место при отключении траизистора // усилителя мощности, когда выделится энертия, запасенная электромагнитным полем обмотки 12 двигателя. Напряжение на диоде 13 станет больще выпрямленного (получаемого с дополнительного мультивибратора) на величи-ну падения напрял ения в открытых транзисторах и сопротивлениях коллекторных обмоток трансформаторов, Вследствие чего дополнительный мультивибратор 9 будет работать в инверторном режиме, а основной - в выпрямительном. Энергия, занесенная в электромагнитном поле обмоток 12 шагового двптателя, будет рекуперирована обратно в источ ник питания. Описанный ранее режим переключения транзисторов обоих мультивибраторов при этом не нарушается.

Принцип действия преобразователя не изменится, если основной и дополнительный мультивибраторы подключены к различным

независимым источникам постоянного тока. В этом случае преобразователь позволяет передавать энергию из одного источника питания в другой и обратно.

Преобразователь может работать с тремя

-и более источниками питания, электрически связанными или несвязанными между собой и имеющими в общем случае различные уровни напряжения. При этом он должен иметь три или более мультивибраторов, обмотки трапсформаторов которых расположены на одном общем сердечнике. Принцип работы такого преобразователя ничем не отличается от описанного ранее.

Пред м ет изобретения

Преобразователь постоянного напряжепия в постоянное, например, для блоков управления шаговыми электродвигателями, содержащий мультивибратор с трансформатором, имеющим

а омплект силовых и управляющих обмоток, отличающийся тем, что, с целью обмена энер ией между электрически несвязанными источниками постоянного тока, в нем установлены дополнительные мультивибраторы, подключенные к своим источникам питания, с трансформаторами, силовые и управляющие обмотки которых расположены на сердечнике трансформатора основного мультивибратора.