SU736069A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области электротехники , а именно к стабилизированным преобразовател м напр жени , и может на{1гги применение в блоках электропитани  радиоэлектронной аппаратуры.

Известны устройства, выполненные по схемам однотактного или двухтактного стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени  с гальванически разв занным входом и выходом. Эти устройства содержат, по крайней мере, один ключевой элемент, силовой трансформатор, ко вторичной обмотке которого подключен выпр митель с фильтром, тактовый генераторг компаратор, модул тор ширины импульсов и устройство гальванической разв зки l..

Недостатком указанного устройства  вл етс  низка  стабильность выходного напр жени  и малое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству  вл етс  стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий

ключевой элемент, нагруженный трансформатором , вторична  обмотка которого подключена к выпр мителю с фильтром и делителем напр жени  обратной св зи, пороговый узел, вкод которого подключен к этому делителю, а выход через элемент гальванической разв зки подключен к первому входу регул тора ширины импульсов, второй его вход соединен с вькодом генератора тактовых импульсов,

10 а выход регул тора соединен с управл ющим входам ключевого элемента .

Этот преобразователь посто нного тока в посто нный ток может работать при нулевом коэффициенте заполнени  импуль«5 са, что обеспечивает работу в короткозамкнутой цепи и ограничение выходного тока. В Цепи обратной св зи преобразовател  дл  разв зки между входом и выходом последнего используетс  оптическое

20 устройство (элемент гальванической разв зки ), образованное светодиодом и фототранзистором . Свстодиод реагирует но выходной сигнал схем контрол  маи 1 ж1уйи  и тока (порогового устройства), которые подключены к выходу преобраЗОБатеп . Преобразователь работает в режиме перехода, в котором при изменении степени.нагрузки происходит переход от регулировани  напр жени  к регулированию тока и наоборот. Недостатком этого устройства  вл ет малое быстродействие системы управле ни , в результате чего при резких изменени х входного напр жени  на выходе преобразовател  наблюдаютс , выбросы и провалы напр жени , величина и длительность которых определ етс  конкретными динамическими характеристиками устройства, а также низка  стабильность выходного напр жени  в статическом режиме работы. Последнее обсто тельство определ етс  тем, что коэффициент стабилизации такой скстемы регулировани  не зависит от напр жени  питани  ста билизатора и определ етс  только ко.эффипиеитом передачи канала обратной св зи. Цель изобретени  повысить стабиль ность и быстродействие преобразо,ател  Это достигаетс  тем, что трансформатор стабипизированного преобразовате снабжен дополнительной обмоткой, котора  через вьтр митель и ограничительны резистор Включена ме оду входом порого вого узла и выходной шиной. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства. Стабилизированный преобразоватепь посто нного напр жени  содержит ключевой элемент 1, силовой трансформатор 2 с первичной 3 и вторичной 4 обмотк ми, силовой выпр митель 5 и фильтр 6, подключенные к вторичной обмотке 4 си вого трансформатора 2, пороговый узел 7, вход которого подключен к делителю 8 напр жени  обратной св зи, а выход через блок 9 гальванической разв зки подключен к одному входу регул тора Ю ширины импульсов, второй вход кото рого св зан с выходом тактового генера тора 11, а выход - с управл ющим входом ключевого элемента 1. Силовой тра форматор 2 имеет дополнительную обмо ку 12, котора  через выпр митель 13 и ограничительный резистор 14 в)4лючеи между входом порогового узла 7 и вых ной шиной преобразовател . Предлагаемое устройство работает следующим образом. Начина  с момента подачи напр жени питани  и до момента времени, когда 9 напр жение на выходе преобразовател  достигнет номинального значени , сигнал на выходе порогового узла 7 отсутствует, и ключевой элемент 1 переключаетс  с частотой и коэффициентом заполнени , определ емыми временными параметрами тактового генератора 11. Начина  с омента достижени  выходным напр жением своего номинального значени  на выходе порогового узла Т по вл етс  сигнал, который через блок 9 гальванической разв зки поступает на вход регул тора 1О ширин и импульсов, уменьша  коэффициент заполнени  ключевого элемента 1 и осуществл   стабилизацию выходного напр жени , В стабилизированных преобразовател х посто нного напр жени  с использованием принципа широтно-импульсного регулировани  амплитуда напр жени  на первичной обмотке силового трансформатора равна напр жению питани  преобразовател  в течение каждого открытого состо ни  регулирующего элемента . Поэтому в течение указанного времени на дополнительной обмотке 12 силового трансформатора 2 наводитс  напр жение , пропорциональное напр жению питани , с амплитудой, определ емой коэффициентом трансформации указанной обмотки. Это напр жение выпр мл етс  выпр мителем 13 и через ограничительный резистор 14 подаетс  на вход ,тарогового узла 7, суммиру сь с напр жением , снимаемым с делител  8 напр жени  обратной св зи. Выходное напр жение устройства определ етс  следующим выражением: . j .с -vE-K i-vEK -выходное напр жение преобразовател ; -напр жение питани  проэб- разовател ; - коэффициент передачи по цепи обратной св зи} напр жение срабатывани  порогового узла; коэффициент передачи, определ емый коэффициентом трансформации дополнительной обмотки 12 и величиной ограничительного резистора 14, равный Uf При этом значении коэффициента К i2 преобразователь имеет М1шималцные значени  нестабильности от изменени  напр жени  питани . Например, при Еы 25В, К 2, UCD 5В, изменение напр жени  питани  + 5В, К 0,0038, нестабильность выходного напр жени  составл ет + 0,05%, что значительно меньше нестабильности известного устройства .

Кроме того, в известном устройстве при резком изменении напр жени  питани  сигнал обратной св зи, пропорциональный этому изменению, поступает на вход порогового узла с запаздыванием, определ емым посто нной времени выходного фильтра, котора , как правило, бывает большого значени  дл  обеспечени  минимальных пульсаций выходного напр жени . Это приводит к значительному изменению выходного напр жени . В данном устройстве сигнал, пропорциональный из менению напр жени  питани , поступает на вход порогового узла мину  выходной фильтр, практнчески без задержки. Это существенно повьииает быстродействие устройства и уменьшает в 3-4 раза изменение выходного напр жени  при скачкообразном изменении напр5вкени  пигави .

.2

формула изобретени 

Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени ,- содержащий ключевой элемент, нагруженный трансформатором , вторична  обмотка Которого подключена к выпр мителю с фильтром и делителем напр жени  обратной св зи, пороговый узел, вход которого подключен к этому делителю, а выход через элемент гальванической разв зки подключен к первому входу регул тора ширины импульсов, второй его вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а вьлод регул тор соединен с управл ющим входом ключевого элемента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности и быстродействи  преобразовател , трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, котора  через выпр митель и ограничительный резистор включена между входом порогового узла и выходной шиной.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

N 532943 , кл. Н 02 М 3/335, 1976.

2.Патент США № 3701937, кл. 321-2, 1972.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения,· содержаший клю— 5 чевой элемент, нагруженный трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю с фильтром и делителем напряжения обратной связи, пороговый узел, вход которого подключен ¹⁰ к этому делителю, а выход через элемент гальванической развязки подключен к первому входу регулятора ширины импульсов, второй его вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход ¹⁵ регулятор соединен с управляющим входом ключевого элемента, отличающийся гем, что, с целью повышения стабильности и быстродействия преобразователя, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, которая через выпря— устройстве сигнал, пропорциональный измитель и ограничительный резистор вклюменению напряжения питания, поступает на вход порогового узла, минуя выходной фильтр, практически без задержки. Это существенно повышает быстродействие устройства и уменьшает в 3-4 раза изменение выходного напряжения при скачкообразном изменении напряжения питания.

   чена между входом порогового узла и выходной шиной.