Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1978 года по МПК H02M3/335 G05F1/64 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам преобразования постоянного напряжения в постоянное, и может быть использовано в блоках питания различной аппаратуры.

Известны стабилизированные преобразователи постоянного напряжения в постоянное, содержащие задающий генератор, двухтактный (мостовой или двухполупериодный) усилитель мощности с трансформатором и выпрямителем, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) длительности выходного импульса усилителя мощности.

В одном из известиых преобразователей для устранения асимметрии формирователя в него включен конденсатор и мостовой выпрямитель, обеспечивающие синхронную работу ШИМ с задающим генератором 1. Однако даже при одинаковых длительностях полупериодов напряжения на выходе задающего генератора невозможно получение симметричных импульсов на выходе предварительного усилителя мощности из-за различных по величине и длительности выбросов на фронтах импульса в схеме автогенератора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стабилизированный преобразователь, содержащий задающий генератор с выходными обмотками, первая из которых подключена к одному входу предварительного усилителя мощности, вторичная обмотка выходного трансформатора которого соединена с усилителем мощности, вторая выходная обмотка задающего генератора подключена ко входу первого вспомогательного источника, выходом соединенного с первым входом модулирующего ключа, второй вход которого подключен к усилителю обратной связи, а выход ключа соединен с питающим входом предварительного усилителя мощности, третья выходная обмотка задающего генератора подключена ко входу второго вспомогательного источника, выходом соединенного с одним из входов формирователя пилы генератора пилообразного напряжения, и узел синхронизации, подключенный к обмотке синхронизации, в диагональ выпрямительного моста которой включен резистор, устраняющий первоначально замеченную асимметрию на выходе предварительного усилителя мощности . Цель изобретения-повыщение КПД путем обеспечения симметричных импульсов управления. Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразного нанряжсиня

ШИМ введен одновибратор, вход которого

подключен к выходу узла синхронизации, а

выход - к другому входу формирователя пнлы генератора нилообразного напряжения.

Такой преобразователь позволяет получить

симметричные по длительиости импульсы иа

вторичной обмотке выходного трансформатора предварительного усилителя мощности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Стабилизированный преобразователь содержит задающий генератор 1, первая выходная обмотка 2 которого подключена к одному входу предварительного усилителя мощности 3. Вторичная выходная обмотка 4 выходного трансформатора этого усилителя соединена с усилителем мощности 5, выход которого подключен к выходным выводам и одному из входов усилителя обратной связи 6. Другой вход этого усилителя подключен к выходу генератора пилообразного напряжения 7.

Вторая выходная обмотка 8 задающего геиератора подключена ко входу первого вспомогательного источника 9, выходом соединенного с первым входом модулирующего ключа 10. Второй вход этого ключа 10 подключен к выходу усилителя обратной связи 6, а выход ключа 10 - к питающему входу предварительного усилителя мощности 3.

К третьей выходной обмотке 11 задающего генератора подключен второй вспомогательный источник 12, выход которого соединен с одним из входов формирователя «пилы 13 генератора пилообразного напряжения 7. Обмотка синхронизации 14 задающего генератора соединена со входом синхронизирующего узла 15, выход которого подключен ко входу одновибратора 16, а выход последнего - к другому входу формирователя «пилы 13 генератора пилообразного напряжения.

Стабилизированный преобразователь работает следующим образом.

Переменное папряжение прямоугольной формы с частотой fi с обмотки синхронизации 14 задающего генератора 1 подается на синхронизирующий узел 15, который формирует запускающие импульсы, подаваемые на вход одновибратора 16 генератора пилообразного напряжения с частотой /2.

Генерируемые одновибратором импульсы прямоугольной формы поступают на базу транзистора 17 формирователя пилы, который обеспечивает разряд конденсатора 18. Заряд этого конденсатора происходит от второго вспомогательного источника 12 через резистор 19.

Так как скорость нарастания пилообразного папряжения в данном случае определяется конденсатором 18 и резистором 19, а момент разряда конденсатора - импульсом, генерируемым одновибратором, то амплитуда пилообразного напряжения на выходе схемы формирования пилы будет постоянной. Полученное пилообразное напряжение подается на один из входов усилителя обратной связи 6, где сравнивается с выходным напрял :ением усилителя мощности 5, нодаваемым на другой

вход усилителя 6. С выхода этого усилителя напряжение подается на один из входов модулирующего ключа 10, который обеспечивает подачу напряжения от первого вспомогательного источника 9 на вход нредварительного усилителя мощности 3. Это напряжение подается к началу полупернода переменного напряжения тактовой частоты, подаваемой на вход предварительного усилителя мощности 3

с обмотки 2.

Окончание подачи напряжения на предварительный усилитель мощности 3 определяется величиной напрял ения, подаваемого с выхода усилителя мощности 5.

Таким образом, введение в генератор пилообразного напряжения 7 одновибратора 16, вход которого нодключен к выходу узла 15, а выход - к другому входу формирователя «пилы 13 генератора пилообразного напряжения, обеспечивает получение симметричных импульсов, подаваемых на предварительный усилитель мощности. Это исключает возможное подмагничивапие выходного трансформатора предварительного усилителя мощности и

усилителя мощности не только в первоначальный момент, но и в процессе эксплуатации, и следовательно, повьппает КПД преобразователя.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжепия в постоянное, содержащий соединенный входом с входными выводами задающий генератор, первая выходная обмотка которого подключена к одному входу предварительного усилителя мощности, вторичная обмотка выходного трансформатора последнего соединена с усилителем мощности,

выходом подключенным к выходным выводам и одному из входов усилителя обратной связи, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, вторая выходная обмотка задающего генератора подключена ко входу первого вспомогательного источника, выходом соединенного с первым входом модулируюп1,его ключа, второй вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, а выход модулирующего ключа

соединен с питающим входом предварительного усилителя мощности, третья выходная обмотка задающего генератора подключена ко входу второго вспомогательного источника, выходом соединенного с одним из входов формирователя пилы генератора пилообразного папряжения, обмотка синхронизации задаюидего генератора соединена со входом сннхронизирующего узла, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД путем обеспечения симметричных импульсов управления, в генератор пилообразного напряжения введен одновибратор, вход которого подключен к выходу узла синхронизации, а выход - к другому входу формирователя пилы генератора пилообразного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №491941, кл. G 05F 1/64, 1972.

2.Марченко Н. Б. и Кривенко Е. А. Некоторые схемотехнические особенности построения преобразователей с бестрансформаторным подключением к сети переменного тока.- Материалы семинара «Устройства вторичных источников электропитания. М., РЭА, 1976, с. 66, рис. 2.