Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании вторичных источников питания.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения , содержащий задающий генератор,генератор пи.лообразного напряжения,компаратор,усилитель мощности, выпрямитель фильтр, цепь обратной связи, делитель частоты и два селектора Cl.

Недостатком- указанного преобразователя является низкая надежность из-за отсутствия защиты транзисторов усилителя мощности от сквозных токов.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный стай1лизатор постоянного напряжения, содержащий двухтактный преобразователь напряжения на транзисторах, выходом соединенный через выпрямитель и фильтр с выходными зажимами импульсного стабилизатора, соединенными через усилитель рассогласования с одним из входов компаратора, а другим входом соединенного с выходом генератора пилообразного напряжения, входом подключенного к выходу генератора тактовых импульсов, выход компаратора соединен с первым входом первого элемен зи

И-НЕ, ВЫХОД которого подключен к выходам второго и третьего элементов И-НЕ, другими входами соединенных с выходами Т-триггера и-входами первого усилителя мощности, а выходом с входами RS-триггера, выходы которого подключены к входам второго усилителя мощности, причем выходные обмотки трансформаторов усилителей мощности соединены последовательно и подключены к базовым цепям транзисторов двухтактного преобразователя напряжения С2.

Недостатком известногоимпульсного стабилизатора постоянного напряжения являются ограниченные функциональные возможности, так как минимальный коэффициент заполнения им- пульсов напряжения на входе фильтра не может быть уменьшен из-за защержки сигнала в компараторе.

Цель изобретения - расааиренив функциональных возможностей, импульсного стабилизатора постоянного напряжения путем увеличения диапазона изменения коэффициента заполнения импульсов напряжения.

Указанная цель достигается тем, что импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содерщащий двухтактный преобразователь напряжения на транзисторах, выходом соединенный через выпрямитель и фильтр с выходны ми зажимами импульсного стабилизатора, соединенными через усилитель рас согласования с одним из входов компаратора, другим входом соединенного с выходом генератора пилообразного напряжения, входом подключенного к выходу, генератора тактовых импульсов )выход компаратора соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к входам второго и. третьего элементов И-НЕ, другими входами соединенных с выходами Ттриггера и входами первого усилителя мощности, а выходами - с входами RSтриггера, выходы которого подключены к входам второго усилителя мощности, причем выходные обмотки трансфор- i маторов усилителей мощности соединены последовательно и подключены к базовым цепям транзисторов двухтактного преобразователя напряжения,снабжен формирователем импульсов, вход котор гр подключен к генератору тактовых и°мпульсов, прямой выход соединен с входом Т-триггера, а инверсный - с вторым входом указанного первого эле мента И-.НЕ. На фиг. 1 приведена принципиальная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений в различных точках схемы. Силовая часть схеьфл импульсного стабилизатора постоянного напряжения содержит двухтактный преобразователь напряжения, постоянный, например по полумостовой схеме и содержит транзисторы 1 и 2, конденсаторы 3 и 4, трансформатор 5, выпрямитель б, фильтр 7, подключенный к выходным зажимам импульсного стабилизатора. Управляющая часть состоит из гене ратора 8 тактовых имп гльсов, соедк ненного с генератором 9 пилообразного напряжения и формирователем 10 импульсов. Выход генератора 9 пилооб разного напряжения подключен к входу компаратора 11, другой вход которого соединен с выходом усилителя 12 рассогласования. Один из входов усилите ля 12 рассогласования подключен к источнику 13 опорного напряжения, а другой вход - к выходному Зажиму стабилизатора. Выход компаратора 11 подключен к входу первого элемента И-НЕ 14, другой вход которого соединен с инверсным выходом формирователя 10 импульсов, прямой выход которо го подключен к счетному входу Т-триг гера 15. Выходы Т-триггера 15 подклю чены к входам первого усилителя 16 мощности,. второго и третьего элементов И-НЕ 17 и 18. Другие входы элементов И-НЕ 17 и 18 подключены к выходу элемента И-НЕ 14, а выходы и входам RS-триггера 19, выходы ко- ; торого подключены к входам усилителя. 20 мощности. Обмотки трансформаторов 21 м 22 соединены последовательно и включены в базовые цепи транзисторов 1 и 2. На фиг.2 представлены временные Iдиаграммы Напряжений в различных точках cxoNbi: 23 - на выходе генератора 8 тактовых импульсов, 24 - на прямом выходе формирователя 10 /импульсов; 25 - на выходе генератора 9 пилообразного напряжения; 26 - на выходе компаратора 11; 27 - на выходе Т-триггера 15; 28 - на выходе логическогц элемента 14; 29 - на выходе логического элемента 17 (18); 30 - на выходе RS-триггера 19; 31- - на базе транзистора 1 (2) двухтактного преобразователя напряжения. Устройство работает следующим образом. Пилообразное напряжение, поступающее с выхода генератора 9, преобразуется компаратором 11 в прямоугольные импульсы, длительность которых определяется величиной напряжения на выходе усилителя 12 рассогласования. Широтно-модулированные импульсы с выхода компаратора 11 и импульсы с инверсного выхода формирователя 10 поступают на входы элемента И-НЕ 14. Широтно-модулированные импульсы с выхода элемента И-НЕ 14 и импульсы с выхода Т-триггера 15 подаются на входы элементов 17 и 18, с выходов которых широтно-модулированные импульсы подаются на входы КЗ-триггера 19. Прямоугольные импульсы на выходах RS-триггера 19 смещены во времени относительно импульсов на выходах Ттриггера 15 на величину, равную длительности широтно-модулированных импульсов на выходе элемента И-НЕ 14. С выходов Т-триггера 15 и RS-триггера 19 импульсы поступают на входы усилителей 16 и 20 мощности соответственно. Фазировка усилителей 16 и 20и трансформаторов 21 и 22 выбирается таким образом, чтобы напряжения на базах транзисторов 1 (2) силового преобразователя имели вид, аналогичный сигналу на диаграмме 31. Как видно из диаграммы, время открытого состояния транзистора 1 (2) силового преобразователя равно длительности хода пилообразного напряжения с момента окончания импульса формирователя до момента сравнения напряжений пилы и усилите ля рассогласования с учетом времени задержки сигнала в компараторе jt Так как транзисторы 1 или 2 открываются в момент окончания импульса формирователя, то при длительности импульса формирователя л, большей, чем время задержки в компараторе лЬ, указанная задержка не ограничи,вает минимальное время открытого сос тояния транзисторов силового преобразователя, что расширяет функциональные возможности импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Предлагаемое устройство особенно эффективно при повьашевных частотах преобразования, когда относительное fpeMH задержки сигнала в компараторе тановится существенным. Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного напряжения/ содержащий двухтакт ный преобразователь напряжения на транзисторах, выходом соединенный через выпрямитель и фильтр с выходными зажимами импульсного стабилизатора, соединенными через усилитель рассогласования с одним из входов компаратора, другим входом соединенного с выходом генератора пилообраз.ного напряжения, входом подключенного к выходу генератора тактовых им,пульсов,, выход компаратора соединен с первым входом первого злемента И-НЕ, выход которого подключен к входам второго и третьего элементов И-НЕ, другими входами соединенных с выходами Т-триггера и входами первого усилителя мощности, а выходами - с входами RS-триггера, выходы которого подключены к входам второго усилителя мощности, причем выходные обмотки трансформаторов усилителей мощностей соединены последовательно и подключены к базовым цепям транзисторов двухтактного преобразователя (Напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функцион-альных возможностей импульсного стабилизатора путем увеличения диапазона изменения коэффициента заполнения импульсов напряжейия, он снабжен формирователем импульсов, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, прямой выход соединен входом Т-триггера, а инверсный- с вторым входом указанного первого элемента И-НЕ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 479101, кл. G 05 F 1/64, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 591846, кл. G 05 F 1/64, 1978.