Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/64 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания различных электронных схем. Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, усилитель рассогласования,компаратор, делители частоты, селекторы импульсов и усилитель мощности с выпрямителем-и . фильтром 1, Недостатком указанного источника является его низкая надежность вслед ствие отсутствия защиты транзисторов усилителя мощности от сквозных токов, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий силовой мостовой преобразователь напряжения на транзисторах, подсоединенный через выпрямитель и фильтр к выводу для подключения нагрузки, соединенному с одним из входов усилителя рассогласования, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к одному из входов компаратора, другим входом соединенного с выходом генератора пилообразного напряжения, входом подключенного к генератору тактовых импульсов и счетному входу Т - триггеру , к выходам которого подключены первые входы двух элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходом компаратора, причем выходы элементов И-НЕ подключены ко входам 1 -триггера, выходы которого соединены с входами первого усилителя мощности с трансформаторным выходом, выходные обмотки которого последовательно соединены с выходными обмотками второго усилителя мощности и подключены к базовым цепям транзисторов двухтактного силового преобразователя 2 J , Недостатком этого устройства является то, что для устранения сквозных токов в плечах преобразователя в рабочем режиме введена постоянная задержка, величина которой определяется длительностью импульса на инверсном выходе тактового генератора. Постоянная величина задержки не гарантирует исключение сквозных токов из-за разброса времени выключения транзисторов от образца к образцу

и зависимости этого пйраметра от режимов и условий эксплуатации, что снижает надежность работы устройства

Целью изобретения является повышение надежности работы стабилизи рованного источника постоянного напржения за счет исключения возможности появления сквозных токовтранзисторов -двухтактного силового преобразователя в рабочем режиме.

Эта цель достигается тем, что стабилизированный источник постоянного напряжения снабжен оптронами, резисторами, элементами ИЛИ и RSтриггером, при этом последовательно соединенные резистор и светОдиод : .оптрона включены параллельно коллек-(тору и эмиттеру каждого транзистора указанного двухтактного силового преобразователя,выходы оптронов включен попарно к входам двух элементов ИЛИ, третьи входы которых соединены с выходами Т - триггера, а выходы элеN HTOB ИЛИ подключены к входам Т15-триггера, выходы которого соединены с входами второгоусилителя мощности.

На фиг. 1 приведена принципиаль-. ная схема стабилизированного источни .ка постоянного напряжения; на фиг.2 временные диаграммы импульсов в различных точках схемы.

Силовая часть схемы стабилизированного источника .постоянного напряжения содержит двухтактный силовой преобразователь напряжения на трак-, зисторах 1-4, трансформаторе 5, выпрямителе б, фильтре 7. Напряжение с выхода фильтра 7, подается на выводы для подключения нагрузки.

Управляющая часть состоит из генератора 8 тактовых импульсов, соединенного с, генератором 9 пилоо-, бразного напряжения и Т-триггером. 10. Выход гёМератора 9 пилообразного напряжения соединен с одним из входов компаратора 11, второй вход которого соединен ,с выходом усилителя 12 рассогласования; Один из входов усилителя 12 рассогласования соединен с источником 13 опорного напряжения, второй вход усилителя подключен к выводу для подключения нагрузки. Выход компаратора 11 соединен с входами элементов И-НЕ 14, 15, вторые входы которых подключены к выходам Т-триггера 10. Выходы элементов И-НЕ 14, 15 подключены к входам КЪ-триггера 16, выходы которого соединены с входами первого усилителя 17 мощности с трансформатором 18. Входы элементов ИЛИ 19, 20 подключены к выходам Т-триггёра 10, а выходы этих элементов соединены с входами TIS -триггера 21, выходы которого подключены к входам второго усилителя 22 мощности с трансформатором 23. Обмотки трансформаторов 23 , 23

18 , 18 включены последовательно в базовые цепи транзисторов 1-4.

Параллельно транзистору 1 включены последовательно соединенные резистор 24 и светодиод оптрона 25, транзистору 2 - резистор 26 и светодиод оптрона 27, транзистору 3 резистор 28 и светодиод оптрона 29, транзистору 4 - резис -ор 30 и светодиод оптрона 31. Светодиоды оптронов 25, 27 и 29, 31 включены встречно-параллельно. Выходы оптронов 25, 29 соединены с входами элемента ИЛИ 20, а оптронов 27, 31 - о входагод элемента ИЛИ 19.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы импульсов на выходе блоков стабилизированного источника постоянного напряжения: 32 - генератора 8; 33 - генератора пилообразного напряжения 9; 34 - Т-триггера 10; 35 - компаратора 11; 36 на базе транзистора 1(4) силового преобразователя; 37 - на базе транзистора 2(3) силового преобразователя; 38 - на коллекторе-эмиттере транзистора 1(4)

39- на

выходе оптрона 25(29)

40- на

выходе оптрона 2 7 (31)

41- на Т, триггере 16; 42 - наR, -триггере

21; 43 - на выходе элемента ИЛИ 19.

Стабилизиров.анный источник постоянного напряжения работает следующим образом.

Пилообразное напряжение, .снимаемое с генератора 9, преобразуется в компараторе 11 в прямоугольные иг пульсн, длительность которых определяется сигналом с усилителя 12 рассогласования, Широтно-модулированные импульсы с выхода компаратор 11 и. импульсы с Т-триггера 10 поступают на вход элементов И-НЕ 14,1 с выходов которых широтно-модулированные импульсы с противоположными фазами поступают на входы RS-триггера 16. Прямоугольные импульсы с выходов Т1&-триггера 16 смещены во времени относительно импульсов с выходов Т-триггера Id. Величина сдвига равна длительности широтномодулированных импульсов с выхода компаратора 11. Сигналы с оптронов 25, 29 и 27, 31, длительности которых равны времени открытого состояния транзисторов в диагоналях моста 1, 4 и 2, 3, и импульсы с Т-триггера 10 подаются на входы элементов ИЛИ 19, 20. В том случае, когда время открытого состояния транзисторов моста меньще, чем поЛовина рабочего периода силового преобразователя, на входы R)-триггера 21 через элементы ИЛИ 19, 20 проходят импульсы с выходов Т-триггера 10. Переключение RS -триггера 21 происходит одновременно с Т-триггером 10, и на входы усилителей 17, 22 мощности будут

подаваться две последовательности импульсов, сдвинутых по на величину широтно-модулированного сигнала с выхода компаратора 1.1, Фазировка усилителей 17, 22 и трансформаторов 18, 23 выбираются таким образом, чтобы напряжения на базах транзисторов силового преобразователя имели вид, аналогичный сигналам на диаграммах 36, 37, Как .видно из диаграг/м, открывание транзисторов

1,4 и 2, 3 в диагоналях моста происходит при переключении Т .-триггера 21, а время открытого состояния транзисторов равно сумме длительности импульсов с выхода компаратора и времени выключения транзисторов.

В том случае, когда длительность импульсов с выхода компаратора приближается к половине рабочего периода и выключение транзисторов в диагоналях моста будет происходить после переключения Т-триггера 10, переключение КБ-триггера 21 будет происходить уже в моменты окончания импульсов с оптронов 25, 29 и 27, 31, то есть после запирания транзисторов

2,3 и 1, 4, Таким образом, одновременное открывание транзисторов плеч силового преобразователя и появление сквозных токов исключено при любой величине времени Еъжлючения транзисторов.

Испытания устройства, выполненного по предлагаемой схеме, показали, что его надежность существенно возрасла по сравнению с аналогичными, выполненными по известной схеме, имeюtци « большой разброс времени выключения силовых транзисторов.

Формула изобретения

Стабилизированный источник постоянного .напряжения, содержащий силовой мостовой преобразователь напряжения на транзисторах, подсоединен-,

ный через выпрямитель и фильтр к .вы-, воду для подключения нагрузки, соединeннo iy с из входов усилителя рассогласования, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения., а выход - к одному из входов компаратора, другим входом соединенного с выходом генератора пилообразного напряжения, входом подключенного к генератору тактовых импульсов и счетному входу Т-триггера,

0 к. выходам которого подключены первые входы двух элементов И-НЕ, вторые входн которыхсоединены с выходом компаратора, причем выходы элементов И-НЕ подключены ко входам Rbs. триггера, выходы которого соединены с входами первого усилителя мощности с трансформаторным выходом, выходные обмотки которого последовательно соединены с выходным- обмоткам-1 второго усилителя мощности

0 и подключены к базовым цепям транзисторов двухтактного силового преобразователя, от л и чаю щи.и ся тем, что, с целью повышения надежности работы источника, он снабжен .

5 оптронами, резисторами, элементами ИЛИ и Rb -триггером, при этом последовательно соединенные резистор и светодиод оптрона включены параллельно коллектору и эмиттеру калэдого

0 транзистора двухтактного силового преобразователя, выходы оптроноввключены попарно к входам двух элементов ИЛИ, третьи входы которых соединены с выходами Т-триггера, а

5 выходы элементов ИЛИ подключены к входам Т 5-триггера, выходы которогосоединены с входами второго усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 591846, кл. G 05 F 1/64, 1978.

2,АвторскЪе свидетельство СССР № 548929, кл, Н 02 М 7/12, 1977.

5