Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 G05F1/56 

(54) ПРЕОБРАЗОВ.ЛТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

1

Устройство относится к вторичны.м источника.м питания и может быть использовано в устройствах электропитания для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня.

Известны преобразователи постоянного напряжения, содержащие основной инвертор и вольтодобавочный регулятор, работающие совместно на общую нагрузку 1.

Недостатком такого преобразователя является невысокие динамические характеристики и малый диапазон регулирования выходного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности являете } преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий нерегулируемь й конвертор, два усилителя мощности с блоком управления, выходной трансформатор, выпрямитель, фильтр 2.

Недостатком известного преобразователя является невысокие динамические характеристики. Этот недостаток объясняется тем, что цепь обратной связи блока управления одна и поэтому возмущение в виде резкого увеличения или уменьщения входного напряжения проходит через силовую часть преооразователя и только после этого воздействует по цепи обратной связи на регулятор выходного напряжения.

Цель изобретения - улучщение динамических характеристик преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем нерегулируемый конвертор и два усилителя мощности с блоком управления выходной трансформатор, выпрямитель и фильтр, вь ходные обмотки трансформаторов нерегулируемого конвертора и усилителей мощности через выпрямители соединены последовательно и подключены к указанному фильтру, при этом вход блока управления первого усилителя 15 мощности соединен с выходными выводами, а вход устройства управления второго усилителя мощности - с входными выводами преобразователя.

Это дало возможность распределить факторы возмущения от входного напряжения и тока нагрузки на два независимых канала регулирования и, cлeдoвaтev ьнo, сократить цепи прохождения регулирующих сигналов.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя постоянного напряжения в постоянное; на фиг. 2 - диаграммы, (юясняющие принцип работы. Преобразователь содержит нерегулируемый конвертор 1 с вы.ходпым выпря.мителе.м 2,подключенным ко в.ходу сглаживающего фильтра 3. Первый 4 и второй 5 усилители мощности по цеии питания подключены параллельно с конвертором 1 к входным выводам 6 и 7 преобразователя. Вы.ходная обмотка трансформатора усилителя 4 мощности через выпрямители 8 подключена параллельно диодам выпрямителя 2, а вы.ходная об.мотка трансформатора усилителя 5 MOHIности через выпрямители 9 подключена параллельно диодам. В.ход блока 10 управления усилителем 4 мощности включен параллельно выходным выводам 11 и 12 преобразователя, а вход блока 13 управления усилителя 5 мопхности подключен паралле.льно в.ходным выводам 6 и 7 преобразователя. Дополнительная обмотка выходного трансформато)а конвертора 1 подк почсна к входам сип.хронизацни блоков 10 и ;3 управления. Блоки управления выполнены, например, в виде триггеров, на вход которых подается пилорбразное напряжение, сложенное с управляющим напряжением цепи обратпой связи 3|. На . 2 изображены: EZ, папряжение на вьгходной обмотке трансфор.матора конвертора 1; Е. Еэ, -- п.мпу.тьсы управления соответственно уси,1ителя.мп 4 и о мощности; I.j, Е - напряжение па зыходшлх обмотках трансформаторов усилителей 4н о мониюстп; Eg, суммарное нан)яже1:ие конвертора I и уеилителе11 4 и 5 люпиюсти ia в.ходе сг,:1ажпвак)|цего фи:.:1,тра 3.Фиг. 2а еоответет1 ует минимальному входному на11ряжению и максима.льной аг)узке, фи1. 26 но.минально.му входному напряжению, фиг. 20 - .максима.1ьному входно.му напряжению и минимальной нагрузке; T,v- период модулирующего нап)яжения блоков 10 I 13 управления, Е j-, --- амплитуда нульсапии вып)ямленного напряжения. Преобразователь работает с.гедук)п,им образом. К напряжению Е на выходной обмотке нерегулируемого конвертора 1 в зависимости от ве.П1Чины напряжения на входных выводах нреобразователя 6 и 7 и усилителя 5мощности, а в зависимости от величины выходно -о напряжения при изменении тока нагрузки усилителем 4, добавляется напряжение Е4 и Eg вы.ходны.х обмоток трансфор.маторов усилителей 4 и 5 мопшости через вынрямитель 18 и 19. При минимальном в.ходном напряжении и максимальной нагрузке (фиг. 2а) усилители 4 и 5 мощности работают в течение части периода Т модулирующего напряжения Е блоков 10 и 13 управления и на нагрузку поступает через фильтр 3 стабилизированное напряжение Eg, равное су.мме вы.ходных напряжений обмоток трансфор.маторов конвертора (EI) и двух усилителей моншости (Е4И Eg). При уве:п1ЧС1 ии входного напряжения усиитель 5 MOHj.nocTn работает только в течепие части периода модулирующего напряжения (фиг. 26), соответственно уменьщается величина вольтодобавочного напряжения, т. е. обеспечивается стабилизация среднего значения нанрнже1П1я на входе фильтра 3 путем изменения напряжения ЕП. Аналогично нри уменьщении нагрузки yMCiibuiaeTCJi время работы усилителя 4 в течение периода Т модулирующего напряжения (фи. 2й). Таким образом в преобразователе осун1ествляется раздельное регулирование вре.мени работы вольтодобавочных )егу;1яторов усилителей 4 и 5 .мощности в зависимости от из.менения тока нагрузки и вхо;1ногс1 напряжения. 1-1:1 npi-iinuiiia работ|,| следует, что возм iiieiiiii (1)е:жс)е хвеличепие или уменьiiiciniel но вх()д:ному напряжению неггосредcTHeniici (;:.:.ействуст на регу;1ирую1ций элеме1;Т. Ч1(.1 1-:ск..-п)чае1 и(:ерционность пени обрат11ой сиизи. ;1овы пая динамические свойства п;нм)брн:)()вателя. В сравпепин с ана.1о:-;;.ми жкч.чожные пределы и:.менения до6a io4)()rf панрн.жения сигнал{:}.м управления об|5аГ1 ОЙ riisrii-i ораздо меньпге (30°/п в.место 50 И)). Поэтому амплитудное значенчг 1а11ряжеиий Ig меняется соответственiU; ,i;ie при скачкообразном характере irivieiiciJiiH Harpv:iKH или Е ход1юго напряжения. :г:) :ак/ке . динамические хаки 1:реоб ;а:и)зателя. o6p;i:K)M, yMeinanieiiiie величины BoMioro 1 а ;ряження позволяет . :т:вное-:т дроесе/гя фи.гзтра ате.1я в с известными :ipeii6paiO iaTe, . г)го также динамику преобра:5овате,:1я, его вес н габариты. Пснользование ),j:iByKOiibix уси;п-ггелей мопцюсти и конiiefiiopji Н1)и частг1те модулирующего напгл1же1и-1я во: можность реализо15ать .все ; ч1ние св г:стг а зысокочастотных ста1:рс(.1бразователей и: исклюки. Формула изобретения Преобразо атель постояпного напряжения в ностояр1ное, содержащий не егули1)уеMiiui KonisepTOp, два силителя мощности с блока.ми управления, выходной трансформатор. вьп1рямите;1ь, фильтр, отличающийся тем, что. с целью улуч1пения динамических ха)актеристик. в пе.м выходные об.мотки тра:нсформаторов нерегулируемого конвертора и усилите.чей мопгноети через выпрямители соедине1п | носледовательпо и подключе1 ы к указанному фн.штру, при этом в.ход блока управления первого усилителя .мс щпости еое.динеп с выходны.ми выводами, а вход устройства управления второго усилителя мощпости - с входны.ми вывода.ми преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 603067, кл. Н 02 М 3/24, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 589672, кл, Н 02 A-l 3/24, 1976. 3.Справочник по преобразовательной технике Под ред. Чиженко, Киев, «Техника. 1978, с. 222-226.

f

а

El

5

1

II

п

5

пдпп