Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Использование: вторичные источники электропитания для преобразования постоянного напряжения в постоянное. Сущность изобретения: устройство содержит задающий генератор (1), широтно-импульсный модулятор (2), два селектора (3),(4), усилитель мощности (5), выпрямитель (6) и фильтр (7), делитель частоты (9). При исчезновении импульсов управления на одном из входов усилителя 5 мощности информация об этом записывается в соответствующий D-триггер

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 3/337

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730204/07 (22) 15,08.89 (46) 15.06.92, Бюл. ¹ 22 (71) Научно-производственное объединение автоматики (72) В.А; Белов (53) 621.314.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1262660, кл, Н 02 М 3/335, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N 1265941, кл, Н 02 М 3/337, 1984. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: вторичные источники

Изобретение относится к устройствам управления преобразователями энергии постоянного тока на входе s энергию постоянного тока на выходе, в частности к источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники, Известен преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий каскад с парафазным выходом и инвертор на силовых транзисторах с выходным трансформатором и исполнительным органом узла защиты, выход которого подключен к входу отключения задающего каскада, логические вентили, два ограничителя напряжения, два управляемых ключа, интегрирующую цепь и формирователь фронтов импульса задающего генератора, причем ограничители напряжения входами подключены к выходам силовых транзисторов, а выходами через управляемые ключи и интегрирую.. Ж 1741237 А1 электропитания для преобразования постоянного напряжения в постоянное. Сущность изобретения; устройство содержит задающий генератор (1), широтно-импульсный модулятор (2), два селектора (3),(4), усилитель мощности (5), выпрямитель (6) и фильтр (7), делитель частоты (9). При исчезновении импульсов управления на одном из входов уси. лителя 5 мощности информация об этом записывается в соответствующий D-триггер (12) или (13), который своим выходным сигналом запрещает прохождение импульсов управления на второй вход управления усилителя 5 мощности путем эапирания селектора (3) или (4). 2 ил. щую. цепь — к входу исполнительного органа узла защиты, при этом управляющие входы ,ключей через разделительные элементы подключены к выходам логических вентилей, первые входы которых соединены с парафазным выходом задающего каскада непосредственно, а вторые — через формирователь фронтов импульсов задающего ка- Я скада, (Д

Недостатком такого устроиства является отсутствие защиты силовых транзисторов преобразователя от пропадания одного из управляющих импульсов.

Наиболее близким к изобретению является преобраэовятель постоянного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам устройства инвертор с выходным трансформатором; выпрямител ь и фильтр, выхоД которого подсоединен к выходным выводам устройства. а также блок управления, состоящий из задающего

1741237 генератора, выход которого соединен с первыми и вторыми входами логических элементов совпадения соответственно через фазорасщепитель и узел задержки, вход управления. которого соединен с выходными выводами устройства через цепь обратной связи, при этом третьи входы логических элементов совпадения соединены с соответствующими выходами триггера, одни из входов которого соединены с выходами датчиков состояния силовых транзисторов инвертора, причем триггер выполнен с синхронизирующим входом, соединенным через логические элементы И-НЕ с соответствующими выходами логических элементов совпадения, а одни из входов его обьединены и образуют его счетный вход.

Недостатком этого устройства является наличие двух моточных изделий-датчиков состояния транзисторов, которые увеличивают массу и габариты преобразователя.

Целью изобретения является снижение массы и габаритов преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, выход которого подключен ко входам широтно-импульсного модулятора и делителя частоты, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго селектора, вторые входы которых подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, третий вход второго селектора соединен с выходом D-триггера, а выходы селекторов через усилитель мощности, выпрямитель и фильтр подключены к выходным клеммам и ко второму входу широтно-импульсного модулятора, четвертый селектор и третий селектор, выход которого подключен к первому входу D-триггера, второй О-триггер, первый вход которого соединен с выходом четвертого селектора, выход — с третьим входом первого селектора, вторые входы первого и второго D-триггеров подключены к соответствующим выходам первого и второго селекторов, первые входы третьего и четвертого селекторов соединены с соответствующими выходами делителя частоты, а вторые входы — с выходом задающего генератора.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы.

Стабилизированный преобразователь содержит задающий генератор 1, выход которого через широтно-импульсный модулятор 2., селекторы 3 и 4, содержащие предварительные усилители, с трансформаторным выходом„двухтактный усилитель 5 мощности, содержащий выходной трансформатор, выпрямитель 6 и фильтр 7 подключен к выходным клеммам 8 и управляю щему входу широтно-импульсного модулятора. Выход задающего генератора 1, кроме того, через делитель частоты 9 подключен ко

5 вторым входам селекторов 3 и 4 и через селекторы 10 и 11 и 0-триггеры 12 и 13 — к третьим входам селекторов 3 и 4, Вторые входы селекторов 10 и 11 подсоединены к выходам делителя частоты 9, а информаци10 онные входы триггеров, к выходам селекторовЗи4.

На временных диаграммах изображены сигналы в следующих точках:

14 — выходные импульсы задающего ге15 нератора 1;

15 — выходные импульсы широтно-импульсного модулятора 2;

16 — импульсы на первом выходе делителя частоты 9;

20 17 — импульсы на втором выходе дели, теля частоты 9, 18 — импульсы на выходе селектора 10;

19 — импульсы на выходе селектора 11;

20 — импульсы на первом входе усилите25 ля 5 мощности;

21 — импульсы на втором входе усилителя 5 мощности, 22 — импульсы на выходе триггера 12;

23 — импульсы на выходе триггера 13;

30 24 — импульсы на выходе усилителя мощности 5;

25 — импульсы на выходе выпрямителя

6.

Преобразователь работает следующим

35 образом.

Задающий генератор 1 формирует импульсы малой длительности, которые синхронизируют работу широтно-импульсного модулятора 2, с выхода которого импульсы

40 переменной длительности поступают на первые входы селекторов 3 и 4. Длительность широтно-модулированных импульсов меняется в зависимости от внешних возмущений таким образом, чтобы поддерживать

45 стабильной величину выходного напряжения преобразователя, На вторые входы селекторов 3 и 4 поступают прямоугольные импульсы о скважностью два с выхода делителя частоты 9. фаза которых равна соот50 ветственио 0 и 180О. Широтно-модулированные импульсы с выходов селекторов 3 и 4 с фазами 0 и 180 - поступают поочередно на первый и второй входы усилителя мощности, обеспечивая его работу в двухтакт55 ном режиме. С выходного трансформатора усилителя 5 мощности снимаются двухполярные импульсы, которые выпрямляются выпрямителем 6 и сглаживаются фильтром

7. Постоянное стабилизированное напряжение снимается с выходных клемм 8.

1741237

Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом. Предположим, выходное напряжение преобразователя уменьшилось под воздействием внешних дестабилизирующих факторов.

Меньшая величина выходного напряжения поступает на управляющий вход широтноимпульсного модулятора 2, где сравнивается с опорным напряжением и преобразуется в импульсы, длительность которых при этом увеличивается. Увеличение длительности широтно-модулированных импульсов при постоянной частоте их следования приводит к увеличению коэффициента их заполнения. Выходное напряжение увеличивается и становится равным номинальному значению.

О-триггеры 12 и 13 осуществляют потактовый контроль за наличием импульсов управления на входах усилителя мощности.

При наличии на первом входе усилителя 5 мощности импульса управления. т.е. сигнала логической единицы. он поступает на 0вход триггера 12. Сигналом с задающего генератора 1, отселектированного элементом 10 и имеющего соответствующую фазу (в данном случае 0 ), логическая единица записывается в триггер 12, при этом на его выходе вырабатывается разрешающий сигнал, который открывает селектор 4 по третьему входу. Поэтому в следующем такте селектор 4 открывается и пропускает импул ьсы уп равлен и я на второй вход усилителя мощности.

Предположим, в момент времени t< по какой-либо причине исчез импульс управления на первом входе усилителя 5 мощности и на нем формируется сигнал логического нуля. Данный сигнал по тактовому импульсу записывается в триггер 12, на выходе которого формируется запрещающий сигнал, запирающий селектор 4 по третьему входу. B следующем такте на втором входе усилителя 5 мощности импульс управления также будет отсутствовать, что исключает переход усилителя 5 мощности в однотактный режим.

При восстановлении импульса на первом входе усилителя 5 мощности устройство

5 переходит в штатный режим работы, Использование предлагаемого изобретения позволяет при любых, даже кратковременных исчезновениях одного из импульсов управления двухтактного транс10 форматорного усилителя мощности, исключить переход его в однотактный режим работы, чем исключаются отказы силовых транзисторов. Особое значение это имеет для мощных источников питания (свыше 1

15 кВт), где используется большое количество параллельно включенных силовых транзисторов.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь

20 постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, выход которого подключен ко входам широтно-импульсного модулятора и делителя частоты, выходы которого соединены с первыми входами пер25 вого и второго селекторов, вторые входы которых подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, третий вход второго селектора соединен с выходом D-триггера, а выходы селекторов через усилитель мощ30 ности, выпрямитель и фильтр подключены к выходным клеммам и ко второму входу широтно-импульсного модулятора, четвертый селектор и третий селектор, выход которого подключен к первому входу О-триггера, о т35 л и ч а ю шийся 1ем, что, с целью снижения массы и габаритов, в преобразователь введен второй D-триггер, первый вход которого соединен с выходом четвертого селектора, выход — с третьим входом первого селекто40 ра, вторые входы первого и второго 0-триггеров подключены .к соответствующим, выходам первого и второго селекторов, первые входы третьего и четвертого селекторов соединены с соответствующими выходами

45 делителя частоты, а вторые входы — с выходом задающего генератора.

1741237

Корректор О,Кравцова

Редактор Н.Каменская

Заказ 2091 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры иям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

17

Составитель В,Белов

Техред M.Mîðãåíòàë

t