Стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

( ) СТАБИЛИЗИРУЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в многоканальных источ никах питания. Известны централизированные сист мы питания, имеющие не один, а многоканальный выход Cl 1. Однако использование вторичных источников питания с центральным стабилизированным инвестом с тоансФооматором на выходе огоаничивается невозможностью охватить общей обратной связью все каналы. Поэтому при достаточно больших коэффициён-, тах стабилизации по входному напряжению выходное сопротивление и токи каналов целиком определяются параметрами цепи каждого канала и в р де случаев не удовлетворяют предъявляемым требованиям , что приводит к необходимости автономной (по каждому каналу) стабилизации н ряжения. При этом каждый канал выпо няется в виде стабилизированного преобразователя переменного напряжения в постоянное. Известен также стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий сило вой трансформатор и управляемый выпрямитель, состоящий из диодов, вольтдобавочного трансформато|}а и регулирующего транзистора с блоком управления tzi. Недостатком этого стабилизирующего преоЬразователя является наличие дополнительного вольтдобавочного трансформатора, который усложняет схему и ухудшает технологию производства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к входным зажимам преобразователя, по меньшей мере одной вторичной обмоткой, LCфилЬтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразователя, а вхо дом - с выходом первого выпрямителя , и через транзисторный ключ - с выходом второго выпрямителя, и допблнительный конденсатор, причем вход первого выпрямителя подключен ко вторичной обмотке трансформатора, а управляющий вход транзистора - к выходу блока управления, состоящего из модулятора и усилителя и соеди ненного входом с выходными зажимами преобразователя 13 : -Недостатком этого преобразователя является низкий КПД, что обусловлено большими потерями в транзисторе как в режиме насыщения, так и И режи ме переключения, поскольку транзисто рассчитан на полный ток нагрузка. Цель изобретения - повышение КПД преобразователя. Цель достигается тем, что в стаби лизирующем преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к входным зажи мам преобразователя, по меньшей мере одной вторичной обмоткой, LC-фильтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразователя, а входом с выходом первого выпрямителя и через транзисторный ключ - с выходом второго выпрямителя , и дополнительный кoндe icaтop, причем вход первого вып рямителя подключен к В7оричной обмотке трансформатора, а управляющий вход транзисторного ключа ,. к выходу блока управления, состоящего из модулятора и усилителя и соединенного входом с выходными зажимами преобразователя, указанный дополнительный конденсатор подключен к выходу второго выпрямителя, вход которого подключен к указанной вторичной обмотке трансформатора, а блок управления снабжен .синхронизирующим входом, который подключен к выходу первого выпрямителя. фиг. 1 предст влеКа Т1ринципи.ал ная электрическая схем с1-абилизйрр ванного преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг,2временные диаграммы, поясняющие его принцип действия. На фиг. t схематически изображен стабилизирующий преобразователь qepe менного напряжения в постоянное, кот рый содержит трансформатор 1, первич ную обмотку трансформатора 2, вторичную обмотку трансформатора 3, первый выпрямитель k, второй выпрямитель 5, дополнительный конденсатор 6, транзисторный ключ 7, блок управления 8, модулятор 9, усилитель 10, дроссель 11, конденсатор LC-фильтра 12. входные зажимы преобразователя 13, выходные зажимы преобразователя I. На фиг. 2 представлена форма напряжения на входе LC-фильтра: а - при закрытом транзисторном ключе 7; б - импульсы синхронизации, поступающие на вход модулятора 9; в - диаграмма сравнения сигналов в модуляторе 9; г - , отпирающие импульсы на управляющем входе транзисторного ключа 7, д,еформа напряжения на входе LC-фильтра при различных режимах ,р,аботы транзисторного ключа 7; время паузы между импульсами входного напряжения; J- период входного напряжения. Стабилизирующий преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Выпрямители 4 и 5 собраны по двухполупериодной схеме со средней точкой, на выходе второго выпрямителя 5 включен дополнительный конденсатор 6. Силовая цепь транзисторного ключа 7 соединяет выход второго выпрямителя 5 со входом LC-фильтра 12. Блок управйения 8 .состоит из модулятора 9 и усилителя 10 обратной связи, выход блока управления 8 соединен с управляющим входом транзисторного ключа 7. Преобразователь работает следующим образом. При подключении входных зажимов 13 к источнику переменного напряжения прямоугольной формы с паузой на нуле длительностью Т(такое напряжение часто бывает на выходе стабилизированных инверторов) на выходе первого выпрямителя k появляется напряжение всоответствии с фиг. 2а. Транзисторный ключ 7 работает в режиме широтно-импульсной модуляции только в течение паузы Т , время открытого состояния транзисторного ключа 7 определяется сигналом с выхода блока управления 8 (фиг. 2г), который образуется путем сравнения в модуляторе 9 сигнала обратной связи с выхода усилителя 10 с пилообразным сигналом. При уменьшении выходного напряжения стабилизированного преобразователя уменьшается сигнал обратной связи и длительность- включенного состояния транзисторного ключа 7 возрастает (фиг. 2е). Граничные режимы работы транзисторного ключа 7 И соотношение паузы Т к длительности полупериода рабочего напряжения Т/2 определяют диапазон регулирования выходного напряжения или допустимую величину дестабилизирующих факторов (изменение нагрузки, температуры и пр.), при которых обеспечивается стабилизация выходного напряжения.

Мощность канала регулирования, состоящего из второго выпрямителя 5, конденсатора 6 и транзисторного ключа 7 определяется указанными дестабилизирующими факторами и составляет 5-10% от мощности нагрузки.

Таким образом, предложенный стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное позволяет обеспечивать удовлетворительную стабилизацию выходного напряжения при малых потерях в .цепи регулирования, что делает целесообразным его использование при построении многоканальных источников питания.

формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь переменного напряжения в постоянное , содержащий -црансформатор с первичной обмоткой, подключенной к /входным зажимам преобразователя, по -/меньшей мере одной вторичной обмоткой, LC-фильтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразователя,, а входом - с выходом первого выпрямителя и через транзисторный ключ - с выходом второго выпрямителя, и дополнительный конденсатор, причем вход первого выпрямителя подключен к вто-ричной обмотке трансформатора, а управляющий вход транзисторного ключа - к выходу блока управления, состоящего из модулятора и усилителя и соединенного вхооом с выходными зажимами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД преобразователя,указанный дополнительный конденсатор подключен к выходу второго выпрямителя, вход которого подключен к указанной вторичной обмотке, трансформатора, а блок управления снабжен синхронизирующим входом, который .подключен к выходу первого выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при,экспертизе

з-.

с. 7, рис. 3..

0ti9.2