Управляемый преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания в моЕцных регуляторах постоянного напряжения. Цель изобретения расширение функциональных возможностей . Устройство содержит включенную между входным и выходным выводами цепь из последовательно соединенных генератора 1 пилообразного напряжения , компаратора 2 и выходного каскада 3. Генератор I выполнен управляемым . Для обеспечения высокой линейной характеристики регулирования и независимости выходного напряжения устройства от напряжения его питания и линейной связи с управляющим напряжением дополнительно введены сумматор 4 и аттенюатор 5. Коэффициент передачи аттенюатора 5 выбирают равным коэффициенту передачи генератора 1. В устройстве обеспечивается формирование импульсной последовательности управляющих сигналов , подаваемьрс на генератор 1 и компаратор, 2 в результате чего, без использования дополнительньгх средств стабилизации, обеспечивается получение стабильного выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения и напряжения питания выходного каскада. 3 ил (Л сд 4 00 сд о: %./

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„135435 (50 4 Н 02 М 3/135

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3882701/24-07 (22) 08,04.85 (46) 23,11,87, Бюл. N - 43 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.

М.А.Бонч-Бруевича (72) А.А.Алексанян, В.А,Александров, В.А.Галахов и М.А.Сиверс (53) 621.314.1 (088.8) (56) Кибакин В.И. Основы ключевых методов усиления. N. Энергия, 1980, с. 35, рис.2-6а.

Там же, рис. 2-6б. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания в мощных регуляторах постоянного напряжения. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей. Устройство содержит включенную между входным и выходным выводами цепь из последовательно соединенных генератора 1 пилообразного напряжения, компаратора 2 и выходного каскада 3. Генератор 1 выполнен управляемым. Для обеспечения высокой линейной характеристики регулирования и независимости выходного напряжения устройства от напряжения его питания и линейной связи с управляющим напряжением дополнительно введены сумматор 4 и аттенюатор 5.

Коэффициент передачи аттенюатора 5 выбирают равным коэффициенту передачи генератора 1. В устройстве обеспечивается формирование импульсной последовательности управляющих сигналов, подаваемых на генератор и компаратор, 2 в результате чего, без использования дополнительных средств стабилизации, обеспечивается получение стабильного выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения и напряжения питания выходного каскада. 3 ил.

1 1354356

I .Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в мощных регуляторах постоянного напряжения, например, в качестве вторичных источников питания, регуляторов напряжения, коллекторных модуляторах и т,п.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На фиг.! приведена схема управляемого преобразователя напряжения, на фиг,2 — эпюры напряжений, поясняющие работу управляемого преобразователя напряжения, на фиг.3 — возможная реализация выходного каскада параллельного типа, позволяющая преобразовывать напряжение Е питания инвертора в требуемое (пропорциональное управляющему) напряжение с изменением его полярности.

Преобразователь (фиг.1) содержит соединенные последовательно управляемый генератор 1 пилообразного напряжения, компаратор 2, выходнбй каскад 3, а также сумматор 4, аттенюатор 5, потенциальную шину 6 питания выходного каскада 3. Управляемый генератор 1 пилообразного напряжения может, в частности, содержать последовательно соединенные генератор 7 напряжения типа "меандр", амплитудный модулятор 8 и интегратор 9.

Сумматор 4 выходом соединен с управляющим входом генератора 1.

Один вход сумматора 4 соединен с шиной 6 питания, а его другой вход соединен с входным выводом для подключения источника управляющего напряжения 0„ и с входом аттенюатора 40

5, выход которого соединен с вторым входом компаратора 2. При этом коэффициент передачи аттенюатора 5 равен коэффициенту передачи управляемого генератора 1 пилообразного напряжения.

55 ние (3) в (1):

На фиг.2 приняты следующие обозначения: U — напряжение на выходе генератора 7; 08 — напряжение на выходе модулятора 8; U — напряжение на входе устройства; U„ - напряжение на выходе компаратора 2.

Кроме того, на фиг.! и фиг.3 приняты следующие обозначения: 0<, - напряжение нагрузки; Š— напряжение источника питания выходного каскада.

Выходной каскад параллельного типа (фиг,3) содержит управляемый ключ (транэистор) 10, дроссель 11, диод

12, конденсатор 13 и нагрузку 14.

Управляемый преобразователь напряжения работает следующим образом.

Компаратор 2 вырабатывает последовательность импульсов U„ длительностью t с периодом следования Т как результат сравнения опорного

)p (линейно изменяющегося) напряжения амплитуды О, (с периодом повторения

Т) управляемого генератора пилообразного напряжения и управляющего сигнала U К (К - коэффициент передачи аттенюатора 5). Затем полученный на выходе компаратора 2 импульсный сигнал усиливается по мощности выходным каскадом 3 и на его выходе (на нагрузке 14 — фиг.3) образуется

Zp постоянное напряжение требуемой величины. При этом, постоянное выходное напряжение 0„ выходного каскада параллельного типа, равное: U«=Et«/ (Г-t„) ()) или О. =ЕО„К,/1-0 К, (г)

25 зависит от t„/Т нелинейно (1), а также является функцией от напряжения Е источника питания выходного каскада 3.

На выходе сумматора 4 формируетзп ся напряжение E + U . Это напряжение является управляющим для управляемого генератора 1 и его выходное пилообразное напряжение 0< имеет амплитуду, пропорциональную напряжению Е + О,„, т.е. О<= К,(E+0 ) (фиг ° 2). Коэффициент К< определяет пропорциональность между амплитудой напряжения О< на. выходе управляемого генератора 1 и его входе

К,= U /(Е+Цм). Коэффициент К, Кд К„ при данной схемкой реализации блока 1 (фиг.1), где Кдм — коэффициент передачи амплитудного мо дулятора 8, Kä — коэффициент передачи интегратора 9. Таким образом, относительная длительность импульсов 0<; на выходе компаратора 2 «Ом К (3) т И+ Ом)К, т.е. нелинейно зависит от управляющего напряжения.

Формирование импульсной последовательности (3) при K=K обеспечивает высокую линейность характеристики регулирования и ее независимость от изменений напряжения Е питания выходного каскада. B этом легко убедиться, подставив выраже13543

0мк (е+ц3 к<

1 н =E 0К

= ц (4) и, и1 и„

ВНИИПИ Заказ 5710/52 У 659 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие,. г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, преобразователь обладает линейной зависимостью выходного напряжения от управляющего в широком динамическом диапазоне ° 10

Управляемый генератор 1 пилообразного напряжения (фиг.1) может быть реализован на последовательно соединенных генераторах 7 сигнала типа "меандр", амплитудном модуляторе 8 и интеграторе 9, На фиг.2 приведены эпюры напряжений на выходах соответствующих блоков. Амплитудный модулятор 8 может быть выполнен на включевом каскаде, по- 20 строенном на транзисторе по схеме с общим эмиттером, причем вывод его питания является модулирующим входом (входом управления генератора 1), а база транзистора соединена с выходом блока 7, в этом случае К„„.=1.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает существенно уменьшенной нелинейностью характеристики регулирования.

Как видно из выражения (4),, выходное напряжение преобразователя не зависит от напряжения его питания и линейно связано с управляющим напряжением. 35

Линеариэация характеристики регулирования в предлагаемом устройстве приводит к существенному расширению области его -применения без необходи56

4 мости использования других мер по стабилизации выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения и напряжения питания выходного каскада. Это позволяет использовать предлагаемое устройство, в частности, в качестве коллекторного модулятора передатчиков, управляемого стабилизатора (регулятора) напряжения и т.п., что и обеспечивает достижение поставленной цели.

Формула изобретения

Управляемый преобразователь напряжения, содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, компаратор и выходной каскад параллельного типа, вто-.. рым входом подключенный к шине источника питания, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены сумматор и аттенюатор, а генератор пилообразного напряжения выполнен управляемым и его управляющий вход соединен с выходом сумматора, один вход которого соединен с указанной шиной источника питания, его другой вход соединен с входным выводом для подключения источника управляющего напряжения и с входом аттенюатора, выход которого соединен с вторым входом компаратора, причем коэффициент передачи аттенюатора равен коэффициенту передачи управляемого генератора пилообразного напряжения.