Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное — SU 951593 (original) (raw)

(53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень30Дата опубликования описания 25.08.82 лв делам изобретений и еткрмтнй(54) СТАБИ,ЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ,ЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ 1Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в исгочниках питания радиоаппаратуры.Известен стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоян-: ное, содержащий мостовой усилитель мощности на базе коммутирующих транзисторов и выходного трансформатора, задающий генератор, широтно-импульсный модулятор, сравнивающий блок, симметрирующий трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр 1.Недостатками этого устройства являются сложная функциональная схема и йевысокий КПД вследствие того, что в мостовом усилителе мощности ток первичной обмотки выходного трансформатора протекает по двум коммутирующим транзисторам, что приводитк удвоению потерь на коммутацию по сравнению с двухтактной схемой усилителя мощности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения, содержащий дроссель, выходной трансформатор, два силовых ключа, выпрямитель, емкостный фильтр, задающий генератор, компаратор, триггер, два элемента ИЛИ, сравнивающее устройство и источник опорного напряжения 2.Недостатками этого устройства являются большие пульсации выходного напряже ния и большие габариты емкостного фильтра вследствие того, что в моменты одновременного открытия обоих силовых ключей напряжение на вторичной обмотке выходного трансформатора равно нулю, т.е, отсутствует непрерывная передача энергии от выходного трансформатора в емкостный фильтр и нагрузку.Целью изобретения является уменьшениепульсаций выходного напряжения стабилизирующего преобразователя постоянного 15 напряжения при одновременном уменьшениигабаритов путем уменьшения габаритов фильтра.Поставленная цель достигается тем, чтов стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий задающий генератор, вь 1 ход которого соединен с входами триггера и управляемого одновибратора, первый выход кого- рого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы ко 951593торых подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, а выхо.ц подключены к управляющим входам первого и второго силовых ключей усилителя мошности с трансформаторным выходом, который через выпрямитель и фильтр дключен к выходным выводам, которые срез блок обратной связи соединены со входом управляемого одновибратора, введены третий и четвертый элементы И, третий и четвертый силовые ключи и дроссель, включенный между одной из питающих шин и средним выводом первичной обмотки трансформатора усилителя мощности, крайние выводы которой через третий и четвертый силовые ключи соединены с общей точкой соединения дросселя с питающей шиной, причем управляющие входы третьего и четвертого силовых ключей соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых подключены к второму выходу управляемого одновибратора, а вторые входы подключены соответственно к первому и второму выходам триггера.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема стабилизирующего преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит задающий генератор 1, триггер 2, дроссель 3, включенный между первой клеммой источника питания и средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора 4, вторичная обмотка которого через выпрямитель 5 и емкостный фильтр 6 соединена с выходными клеммами, одна из которых соединены со второй клеммой источ ника питания, а вторая с первым входом сравнивающего устройства 7, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения 8, первый 9 и второй 1 О силовые ключи, включенные между крайними выводами первичной обмотки выходного 40 трансформатора 4 и второй клеммой источника питания, третий 11 и четвертый 12 силовые ключи, четыре элемента И 13 - 16 и управляемый одновибратор 17, первый вход которого подключен к выходу срав нивающего устройства 7, а второй вход подключен к выходу задающего генератора 1 и входу триггера 2, прямой выход которого подключен к первым входам пер 50 55 вого 13 и третьего 15 элементов И, вторыевходы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам управляемого одновибратора 17 и к первым входам соответственно второго 14 и четвертого 16 элементов И, вторые входы которых подключены к инверсному выходу триггера 2, при этом выходы элементов И 13 - 16 подключены соответственно к управляющим входам силовых ключей 9 - 12, из которых третий 11 и четвертый 12 включены между 5 10 15 20 25 30 4первой клеммой источника питания и точками соединения крайних выводов первичной обмотки выходного трансформатора 4 соответственно с первым 9 и вторым 10 силовыми ключами,Предлагаемый стабилизирующий преобразователь работает следующим образом.Задающий генератор 1 формирует прямоугольные импульсы, поступающие на входы триггера 2 и управляемого одновибратора 17, которые запускаются положительными фронтами этих импульсов (фиг. 2 Увьх, 11 вых.2,Ивыхл). Длительность выходного импульса управляемого одновибратора 17 определяется выходным сигналом сравнивающего устройства 7. Элементы И 13 - 16 из прямых и инверсных выходов триггера 2 и управляемого одновибратора 17 формирует четырехканальный широтно-модулированный сигнал (фиг. 2 1.1 вых 13, Увыхи 1-ьых 15 1-выца) который поступает на управляющие входы силовых ключей 9 - 12. Предположим, что в момент времени 1 о присутствует сигнал на выходе первого элемента И 13, т.е. открыт первый силовой ключ 9. В этом случае входное напряжение источника литания через дроссель 3 приложено к первичной обмотке выходного трансформатора 4 и ток в контуре источник питания - дроссель 3 - первичная обмотка выходного трансформатора 4 - первый силовой ключ 9 начинает возрастать (фиг. 2 - 3). При этом напряжение на первичной обмотке выходного трансформатора 4 равно разности напряжения источника питания и напряжения на дросселе (фиг. 2 Ц,4). В момент времени закрывается первый силовой ключ 9 и открывается третий силовой ключ 22 и ток дросселя протекает по контуру дроссель 3 - первичная обмотка выходного трансформатора 4 - третий силовой ключ 11. В этом режиме стабилизированный преобразователь не потребляет ток от источника питания, а в нагрузку передается энергия, запасенная в дросселе 3. При этом напряжение на дросселе 3 меняет знак и ток в нем снижается. В момент времени 12 происходит отключение третьего 11 и включение второго 10 силового ключа, напряжение на первичной обмотке выходного трансформатора 4 меняет знак, ток в дросселе 3 увеличивается. В момент времени 13 закрывается второй 10 и открывается четвертый 12 силовой ключ, ток в дросселе 3 начинает падать, энергия, запасенная в нем, через выходной трансформатор 4 передается в нагрузку, В момент времени 14 закрывается четвертый 12, открывается первый 9 силовой ключ, и далее процесс переключения повторяется. Стабилизация выходного напряжения осуществляется изменением соотношения интервалов времени14 и 1 - 15, т 4 - т 5. Ток дросселя 3, не йрерываясь, поочередно протекает по каждой из полуобмоток выходного трансформатора 4. Если индуктивность дросселя достаточно велика, колебания тока дросселя 3 в процессе переключений малы, что обеспечивает выходной ток выпрямителя 5 непрерывным и с малыми пульсациями. Это обеспечивает значительное уменьшение пуль саций выходного напряжения предлагаемого устройства по сравнению с прототипом. При этом назначение емкостного фильтра 6 заключается в устранении коротких провалов выходного тока выпрямителя 5, которые появляются при выпрямлении прямо угольного напряжения за счет инерционности диодов выпрямителя 5 и индуктивности рассеивания вторичной обмотки выходного трансформатора 4. Ввиду того, что длительность этих провалов значительно меньше периода выпрямляемого напряжения, габариты емкостного фильтра 6 в предлагаемом устройстве незначительны.20Формула изобретенияСтабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входом триггера и управ ляемого одновибратора, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, а выходы подключены к управляющим входам первого и второго силовых ключей усилителя мощности с трансформаторным выходом, который через выпрямитель и фильтр подключен к выходным выводам, которые через блок обратной связи соединены со входом управляемого одновибратора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения при одновременном уменьшении габаритов, в него введены третий и четвертый элементы И, третий и четвертый силовые ключи и дроссель, включенный между одной из питающих шин источника питания и средним выводом первичной обмотки трансформатора усилителя мощности, крайние выводы которой через третий и четвертый силовые ключи соединены с точкой соединения дросселя с питающей шиной, причем управляющие входы третьего и четвертого силовых ключей соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых подключены ко второму выходу управляемого одновибратора, а вторые входы подключены соответственно к первому и второму выходам триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР660167, кл. Н 02 М 3/335, 979.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2693384/07, кл. Н 02 М 3/335, 1978.Составитель,Л. Ст Ч Техред А. Бойкас Тираж 721 НИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и откр 35, Москва, Ж - 35, Раушская н ППП Патент, г. Ужгород, ул,

Смотреть

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения в постоянное