Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования постоянного напряжения в постоянное, и может быть использовано при построении вторичных источников питания.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, делитель, компаратор, две логические ячейки И, усилитель мощности, выпрямитель, индуктивно-емкостный сглаживающий фильтр и устройство обратной связи 1.

Недостатками устройства являются его большие габариты, обусловленные наличием дросселя в сглаживаквдем фильтре, что определяется принципе работы устройства, является принципиально необходимым, так как устройство осуществляет стабилизацию среднего значения напряжения на выходе выпрямителя. Кроме того, наличие дросселя приводит к значительному увеличению динамической нестабильности выходного напряжения устройства, так как при резком увеличении тока нагрузки ток в дросселе не может измениться мгновенно, и разностный ток должен пройти через выходной конденсатор фильтра, что в свою очередь приводит- к появлению броска напряжения на выходе устройства, Наличие дросселя в сглаживающем фильтре также ухудшает технологичность изготовления устройства и ограничивает возможность его микроминиатюризации.

10

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий

15 генератор пилообразного напряжения, компаратор, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, второй вход подключен к выходу блока обратной

20 связи, а выход подключен к входу делителя и первым входам двух логических ячеек ИЛИ, вторые входы которых подсоединены к выходам делителя частот, а выходы подключены к управляю25щим входам усилителя мощности, первый вход которого соединен с первой входной клеммой, второй вход через дроссель соединен со второй входной клеммой, а выход через выпрями30тель и емкостный фильтр соединен с выходными клеммами и входом блока обратной связи 2. Недостатками этого устройства -ЯВЛЯЮТСЯ большие габариты и низкая технологичность его изготовления вследствие наличия дросселя, подключенного к входу усилителя мощности. Кроме того, это устройство имеет ВЫСОКУЮ динамическую нестабильность выходного напряжения при резких изменениях входного напряжения и тока нагрузки, так как дроссель препятствует быстрому изменению тока, потреб ляемого устройством. Например, при резком снижении входного напряжения для обеспечения постоянной выходной мощности необходимо увеличени тока, потребляемого преобразователем, а дроссель препятствует мгновен ному изменению этого тока, что приводит к появлению провала в выходном напряжении преобразователя. Целью изобретения является уменьшение габаритов и динамической неста бильности выходного напряжения устройства. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном преобра зователе постоянного напряжения,содержащем генератор пилообразного напряжения, соединенный, с первым входо компаратора, второй вход которого с зан через блок обратной связи с выходным выпрямителем, а выход подсое динен к делителю частоты и к одним из входов логических блоков, вторые входы которых подключены соответственно к выходам делителя частоты, а выходы - к управляющим входам усилителя мощности, связанного с входными выводами и через выходнойтрансформатор, выпрямитель и фильтр с выходными выводами; логические блоки выполнены в виде элементов И, а выпрямитель выполнен управляемым, причем управляющий вход выпрямителя подключен к выходу компаратора. На чертеже приведена принципиаль ная схема устройства питания. Источник питания содержит генератор пилообразного напряжения 1, компаратор 2, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения 1, второй вход подключен к выходу блока обратной связи 3, а выход подключен к входу делителя частоты 4 и первым входам двух элементов И 5 и 6, вторые вход которых подключены к выходам делите ля частоты 4, а выходы подключены к управляющим входам усилителя мощности 7, выполненного на базе коммутирующих транзисторов 8 и 9 и трансформатора 10, выход усилителя мощности через управляемый выпрямитель 11 и емкостный фильтр 12 подкл чен к выходным выводам устройства и входу блока обратной связи 3. Выход компаратора 2 соединен с управляющим входом управляемого выпрямителя 11, выполненного, например, на базе диодов 13 и 14, ключевого транзистора 15 и резисторов 16 и 17, Преобразователь работает следующим образом. Генератор пилообразного напряжения 1 выдает напряжение пилообразной формы, которое поступает на первый вход компаратора 2, на второй вход которого поступает постоянное напряжение с выхода блока обратной связи 3, Если пилообразное напряжение превышает выходное напряжение блока обратной связи 3, то на выходе ксмпаратора 2 появляется напряжение, соответствующее логической 1, Передним фронтом этого напряжения запускается делитель частоты 4, который обеспечивает поочередное прохождение импульсов с выхода котлпаратора 2 через элементы И 5 и 6 на управляющие входы усилителя мощности 7, При открывании коммутирующего транзистора 8 усилителя мощности 7, напряжение питания прикладывается к верхней полуобмотке трансформатора- 10, являющегося линейной индуктивностью. В этот момент времени ключевой транзистор 15 управляемого выпрямителя 11 закрыт положительным потенциале, поступающим с выхода компаратора 2 через резистор 17 и напряжение с выхода усилителя мощности 7 не проходит на вход емкостного фильтра 12, При этом ток коллектора коммутирующего транзистора 8 усилителя мощ ности 7 от нулевого значения возрас(Тает по пилообразному закону, что приводит к накоплению энергии магнитного поля в сердечнике трансформатора 10, После окончания выходного импульса компаратора 2 коммутирующие транзисторы 8 и 9 усилителя мощности 7 закрыты, ключевой транзистор 15 управляемого выпрямителя 11 открыт током, протекающим через резисто 16 и энергия, запасенная в магнитном поле сердечника трансформатора 10 усилителя мощности 7 через диоды 13 и 14 управляемого выпрямителя 11 передается в емкостный фильтр 12 и нагрузку. Выходной ток управляемого выпрямителя 11 спадает по линейному закону, и когда он снижается до нуля, становится возможной подача открывающего с,игнала на второй управляющий вход усилителя мощности 7. Открывание коммутирующего транзистора 9 усилителя мощности 7 вновь приводит к накоплению энергии в сердечнике трансформатора 10 при отключенном управляемом выпрямителе 11 и последующую передачу этой энергии в емкостный фильтр 12 и нагрузку после окончания выходного импульса компаратора 2. см индукция в сер