Источник постоянного напряжения с фазоимпульсной модуляцией

ОПИС

11655042

Союз Соьетсиих

Социалистических

PecIIyолик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.12.76 (21) 2435548/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.-

Н 02 М 3/335 (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (53) УДК 621.316.722. .1 (088.8) ло делам иэабретений и отиоытий (72) Автор изобретения

С. М. Краснобаев (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

С ФАЗОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Государстеенный ком;..-:ет (23) Приоритет

Изобретение относится к стабилизирова;ным устройствам электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Извесп1ы стабилизированные преобразователии цапряже1,ия, в которых использ ются два автогс1 сратора прямоугольных им1;ульсов. Для обеспечения необходимого сдвига фаз между выходными напряжениями этих автoгсператopов применяIот маг11итные усилители, например активно-индуктивные (1).

На11более близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является источник постоянного напряжения с фазоимпульсной модуляцией, сод ржащий подключенные параллельно Входным шинам ведущий и всдомый преобразозатели прямоугольных импульсов с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к выпрямителю с фильтром, между которым и выходными клеммами параллельно включен резисторный выходной делитель, фазосдвигающу1о цепь обратной связи, выполненную в видс дополнительной обмотки трансформатора ведущего преобразователя, соединснIIQH последователь1- о с ведомым преобразовaòåëåì, конденсатором и дополнительным выпрямителем, подключенным

1.остоянным выходом к коллектору — эмитТср; транзистора усилителя сигнала рассогласования (2).

Для регулирования фазового сдвига в треб1 clitbIx I!pep,c.péII IIc110. I ETcsi рсгулнр1 смое сопротивление — транзистор, подключаемый параллельно нсрегулируемому резистору и выходным зажимам вспомогатслького выпрямителя (выпрямителя фазосдви10 гающей цеги). Управление транзистором обеспечивается с помощью усилителя сигнала рассогласования, снимаемого с выходного делителя устройства электропитания.

Прп изменении значения выходного на15 пряжсния преобразователя (источника питания) получаемый на входе усилителя сигнал рассогласования усиливается и воздействует на базу транзистора фазосдвига1ощей цепи, который, в свою очередь, изменяет режим заряд — разряд конденсатора упомянутой фазосдвигающей цепи, обусловливая необходимый сдвиг фаз между выходными напряжениями автогенераторов. Суммарное напряжение на вторичных обмотках автогснераторов имеет форму со «ступенькой:> на нуле. Путем расширения или уменьшения величины ступеньки на нуле, т. е. изменением скважности полезного сигнала, обеспечивается регулирование напряжения

30 на нагрузке.

655042

Недостатками такого устройства питания являются: невысокая чувствительность усилителя рассогласования, ограничивающая возможность получения высокостабильного выходного напряжения устройства питания в целом; существенная температура нестабильность напряжения усиливаемого сигнала, свойственная усилителям постоянного тока, собранным по простым схемам. Кроме того, к недостаткам устройства относится повышенная опасность отказов в работе.

Например, неисправность транзистора (смыкание электродов эмиттер — коллектор) фазосдвигающей цепи приводит в слу«ае применения рассматриваемого устройства для стабилизации выходного напряжения вторичных источников питания к перенапряжениям на нагрузке, опасным для многих интегральных схем, а при использовании для управления силовыми транзисторами коммутатора вторичного источника питания с бестрансформаторным входом— к немедленному выходу из строя (пробою) высоковольтных (силовых) транзисторов коммутаторов.

Цель изобретения — повышение стабильности путем увеличения чувствительности фазового сдвига между напряжениями указанных преобразователей, снижение температурной нестабильности.

Это достигается тем, что в источнике постоянного напряжения, содержащем подключенные параллельно входным шинам, ведущий и ведомый преобразователи прямоугольных импульсов с выходными трансформаторами, вторичныс обмотки которых соединены последовательно и подключены к выпрямителю с фильтром, между которым и выходными клеммами параллельно включен резисторный выходной делитель, фазосдвигающую цепь обратной связи в виде дополнительной обмотки трансформатора ведущего преобразователя, соединенной последовательно с ведомым преобразователем, конденсатором и дополнительным выпрямителем, подключенным постоянным выходом к коллектору — эмиттеру транзистора усилителя сигнала рассогласования, введен высокочувствительный мост, выполненный в виде двух параллельно соединенных противоположных плеч, первое из которых состоит из последовательно соединенных стабилитрона и резисторного делителя, второе — из резистора и стабилитропа. При этом к диагоналям этих плеч подключены вывод для подсоединения нагрузки и подвижной контакт резисторного выходного делителя, а к другой диагонали, являющейся средней точкой первого и второго плеча, — базы первого и второго транзисторов дифференциального усилителя, эмиттерный резистор которых соединен с подвижным контакгом резисторного выходного делителя. Коллектор первого транзистора через резистор подсоединен к выводу для

6О

65 подключения нагрузки, а коллектор второго транзистора — к коллектору транзистора усилителя рассогласования, база которого через резистор соединена с подвижным контактом резисторного выходного делителя.

Кроме того, между коллектором и положительным полюсом дополнительного выпрямителя включен резистор.

На чертеже представлена электрическая схема источника постоянного напряжения.

Она состоит из ведущего 1 и ведомого 2 преобразователей прямоугольных импульсов, вторичные обмотки 3, 4 выходных трансформаторов которых соединены последовательно и подключены к выпрямителю 5 с фильтром 6. По входу преобразователи подключены параллельно к входным шинам питания с напряжением U=.

Ведущий преобразователь 1 имеет дополнительную обмотку 7, которая одним выводом подсоединена к дополнительному выпрямителю 8, а другим — к ведомому преобразователю 2, который через конденсатор

9 соединяется с вторым переменным входом выпрямителя 8. Постоянный выход дополнительного выпрямителя 8 подключен к эмиттеру — коллектору транзистора 10 усилителя сигнала рассогласования, между электродами которого подсоединен резистор 11.

Для повышения чувствительности фазового сдвига между вторичными обмотками 3,4 преобразователей 1 и 2 и снижения температурной нестабильности введен высокочувствительный мост 12, выполненный в виде двух параллельно соединенных противоположных плеч, первое из которых состоит из последовательно соединенных стабилитрона 13 и резисторного делителя 14, 15, а второе — из резистора 16 и стабилитрона 17. К одной из диагоналей этого моста подключены выводы для подсоединения нагрузки источника питания с напряжением

U,„а к другой диагонали — базы первого 18 и второго 19 транзисторов дифференциального усилителя, эмиттерный резистор 20 которых соединен с подвижным контактом резисторного выходного делителя 21, 22. Коллектор транзистора 18 через резистор 23 присоединяется к положительному выводу для подключения нагрузки, а коллектор транзистора 19 дифференциального усилителя — к коллектору транзистора 10 усилителя рассогласования. При этом база транзистора 10 через резистор 24 подсоединена к подвижному контакту резисторного выходного делителя 21, 22 и к точке соединения резисторов 15, 20 и стабилитрона 17 высокочувствительного нелинейного моста.

Коллектор транзистора 10 может быть соединен с коллектором транзистора 19 через резистор 25.

Принцип действия схемы заключается в следующем.

655042

При изменении напряжения на выходе источника, вызванном изменениями тока нагрузки или напряжения на входе источника питания, сигнал с делителя 21, 22 поступает на одну из диагоналей высокочувствительного моста 12, а с другой диагонали полученный сигнал рассогласования подается на базы транзисторов 18, 19 дифференциального усилителя.

Потенциал на базе транзистора 19 поддерживается неизменным с помощью кремниевого стабилитрона 17, а на базе транзистора 18 напряжение, сильно подчеркнутое за счет введенного в нелинейный мост второго стабилитрона 13, изменяется пропорционально изменению напряжения на выходе (на нагрузке) устройства. Это напряжение обусловливает соответствующее изменение тока базы и коллектора транзисторов 18, 19 дифференциального усилителя, приводящее к изменению тока базы транзистора 10 по цепи: плюс дополнительного выпрямителя 8 дополнительной обмотки 7, коллектор — эмиттер транзистора 19, резисторы 20, 24, база — эмиттер транзистора 10 и минус дополнительного выпрямителя 8, а следовательно, и к изменению сопротивления между электродами эмиттер — коллектор этого транзистора. В результате изменяется фазовый сдвиг между выходными напряжениями ведущего и ведомого преобразователей и, в конечном итоге, скважность напряжения на входе выпрямителя 5 источника питания, за счет которой и поддерживается неизменность (стабильность) выходного напряжения.

В данной схеме, в отличие от прототипа, при коротком замыкании между эмиттером и коллектором транзистора 10 последовательно с конденсатором 9 фазосдвигающей цепи оказывается включенным резистор 25, исключающий аварийный режим источника, переходящего при этом на работу с неизмснной скважностью, соответствующей минимально допустимой паузе (ступеньке на нуле) выходного напряжения преобразователей. Это особенно важно при использовании источника для управления силовыми транзисторами коммутатора вторичного источника питания с бестрансформаторным входом.

Формула изобретения

Источник постоянного напряжения с фазоимпульсной модуляцией, содержащий

l5

50 подключенкь;с -.араллельно входным шинам ведущий и ведомый преобразователи прямоугольных импульсов с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к выпрямителю с фильтром, между которым и выходными клеммами параллельно включен резисторный выходной делитель, фазосдвигающую цепь обратной связи, выполненную в виде дополнительной обмотки трансформатора ведущего преобразователя, соединенной последовательно с ведомым преобразователем, конденсатором и дополнительным выпрямителем, подключенным постоянным выходом к коллектору — эмиттеру транзистора усилителя сигнала рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности путем увеличения чувствительности фазового сдвига между напряжениями указанных преобразователей, снижения температурной нестабильности, введен высокочувствительный мост, выполненный в виде двух параллельно соединенных противоположных плеч, первое из которых состоит из последовательно соединенных стабилитрона и резисторного делителя, второе — из резистора и стабилитрона, причем к диагоналям этих плеч подключены вывод для подсоединения нагрузки и подвижный контакт резисторного выходного делителя, а к другой диагонали подключены базы первого и второго транзисторов дифференциального усилителя эмиттерный резистор которых соединен с подвижным контактом резисторного выходного делителя, коллектор первого транзистора через резистор подсоединен к выводу для подключения нагрузки, а коллектор второго транзистора — к коллектору транзистора усилителя рассогласования, база которого через резистор соединена с подвижным контактом резисторного выходного делителя.

2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, между коллектором и положительным полюсом дополнительного выпрямителя включен резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 249463, кл. Н 02 М 7/44, 1969.

2. Патент США № 3031629, кл. 331 — 6, опублик. 1972.

655042

Составитель В. Косырев

Техред Н. Строганова

Корректор Е. Хмелева

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1050/4 Изд. № 216 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5