Стабилизированный двухступенчатый конвертор Советский патент 1981 года по МПК G05F1/64 H02M3/335 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ДВУСТУПЕНЧАТЫЙ

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) или электронных вычислительных машинах (ЭВМ),

Известен двуступенчатый вторичный стабилизированный источник питания для РЭА и ЭВМ, В состав первой ступени стабилизации входит мотор-генератор, а в состав второй - статический инвертор, выполненный на тиристорах или транзисторах и работающий в режиме ключевого регулятора выходного напряжения Cl3 В этом источнике питания обеспечивается полная электромагнитная развязка выходных клемм питания от воздействия всех видов помех, действующих в цепи первичного электропитания. Этот метод развязки достаточно эффективен и имеет широкое применение в мощных радиотехнических системах и вычислительных комплексах ЭВМ повышенной производительности. Основными недостатками такого источника питания являются: низкая надежность работы из-за наличия вращаюгцнхся элементов в элек тромашинных агрегатах; значительный шум при работе мотора-генератора; КОНВЕРТОР

трудности, связанные с проведением профилактического осмотра и обслуживания вращаквдихся частей мотора-генератора.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный двуступенчатый конвертор Гз , содержащий в первой ступени ключевой регулятор, состоящий из

10 транзисторного ключа, широтно-импульсного модулятора и LCD-демодулятора, а во второй ступени-двухтактный . регулируемый транзисторный преобразователь, блок управления и задающий гейератор, В этом устройстве в каждой ступени стабилизации используется метод широтно-импульсного регулирования напряжения.

Однако в нем уровень ослабления

20 помех, действующих в конверторах, ограничен величиной коэффициента ослабления фильтров, устанавливаег лх в цепи каждой ступени преобразования напряжения. При этом в ряде случаев

25 фильтры, устанавливаегие в преобразователях для сглаживания пульсацийF оказываются недостаточно эффективйыми и поэтому на входе конвертора устанавливаются дополнительные специаль 0 ные фильтры. Целью изобретения является повышение помехозащищенности выхода конвертора от входных помех. Эта цель достигается тем, что в .стабилизированный двуступенчатый кон вертор, содержащий в первой ступени ключевой регулятор напряжения, состоящий из транзисторного ключа, широтно-импульсного .модулятора и LCD-демодулятора, а во второй ступени - двухтактный регулируе1 «лй транзисторный преобразователь, блок управления и з.аяакяций генератор, введен делитель частоты, один выход которого соединен с входом широтноимпульсного модулятора, другой - с входом блока управления, а вход - с выходом задающего генератора. На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений и токов, поясняющие его работу. Стабилизированный двуступенчатый конвертор состоит из ключевого стабилизатора 1, являющегося первой ступенью стабилизации выходного напряжения. «Вторая ступень стабилизация представляет собой двухтактный регулируемый транзисторный преобразователь 2. Управление частотой переключения элементов узлов преобразовател осуществляется с помощью задающего генератора 3 и делителя частоты 4, выполненного, например, на базе три гера со счетным запуском. Ключевой стабилизатор 1 состоит из транзистора 5, LCD-демодулятора, выполненного на диоде б, дросселе 7 и конденсаторе 8, широтно-иМпульсного модулятора 9. Двухтактный регулируемый транзис торный преобразователь 2 состоит из транзисторов 10, 11,трансформатора 12, выпрямительных диодов 13, 14, конденсатора 15, блока управления 16 и общей нагрузки 1 конвертора. Двуступенчатый конвертор Постоян : кого напряжения работает следующим образом. Задающий генератор 3 вырабатывае импульсы (фиг. 2 а), которые поступают на вход делителя частоты 4, выполненного по схеме триггера со счетным запуском. Выходные импульсы триггера (фиг. 2 б,в), имеющие частоту вдвое ниже основной частоты за дающего генератора и сдвинутые по фазе на половину периода выходной частоты, поступают на соответствующие входы широтно-импульсного модулятора 9 и блока управления 16. Широтно-импульсный модулятор 9 выраба тывает прямоугольные импульсы управ ления транзистором 5 в течение длительности выходного импульса (фиг. 2г) триггера 4, при этом длительнос импульса связана с величиной выходного напряжения и зависит от соотношения -между входным и выходным на яжением ключевого стабилизатора 1 тока нагрузки. Блок управления 16 аналогичным образом вырабатывает прямоугольные импульсы управления ранзисторами 10, 11 в течение длиельности выходного импульса (фиг. 2 д) другого плеча триггера 4, при том длительность импульса зависит от соотношения между выходным напряжением конвертора и выходным напряжением ключевого стабилизатора 1 и тока нагоузки. Введение делителя частота 4 в виде триггера со счетным запуском позволяет разделить во времени работу транаисторо.в 5, 10 и 11 каждой ступени конвертора, что исключает возможность прохождения помех, возникающих на его входе из-за отсутствия электромагнитной связи между входом и выходом. Для исключения электромагнитной связи входа конвертора с его выходом по цепям управления транзисторов 5, 10, 11 могут быть использованы оптронные схемы управления. Использование вместо триггера более сложного делителя частоты позволяет расширить функциональные возможности конвертора s части изменения временных соотношений работы любого из транзисторных ключей или исключения одновременного включения тоанзисторюв обеих ступеней. Применение стабилизированного двуступенчатого конвертора в РЭА и ЭВМ в условиях воздействия интенсивных собственных и внешних электрических помех позволяет также в ряде случаев улучшить массо-габаритные показатели вторичных источников питания за счет отсутствия в них специальных помехоподавляющих фильтров. Формула изобретения Стабилизированный двуступенчатый конвертор, содержащий в первой сту пени ключевой регулятор напряжения, состоящий из транзисторного ключа, широтно-импульсного модулятора и LС0-демодулятОра, а. во второй ступеня-двухтактный регулируемый транзисторный преобразовательj блок управления и задающий генератор, о .т л и чающийся тем, что, с целью повышения помехозащищённости конвертора, в него введен делитель частоты, один выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора, а другой - с входом блока управления, а вход - с выходом задающего генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Колесников Н.Е, ,. Иконников А,Н. Использование электроагрегатов в качестве резерва промьшшенных ЛЭП. сб. Электротехническая промьшленность, сер. Тяговое и подъемнотранспортное электрооборудование, вып. 3/27, 1974. 2. Электроника 20 , 1975, 5 (прототип)