SU1682990A1 - Стабилизирующий преобразователь напр жени с защитой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  автоматики и вычислительной техники. Цель - повышение КПД, точности стабилизации и улучшение качества переходных процессов при одновременном упрощении. Усгр-во содержит последовательно соединенные и включенные между входным выводом и общей шиной первичную обмотку накопительного дроссел , регулирующий элемент и датчик тока, усилитель мощности на транзисторе, пороговый элемент, усилитель обратной св зи на транзисторе, генератор пилообразного напр жени  на однопереходном транзисторе, врем задающей цепочке на резисторе и конденсаторе и делителе с двум  выходами, а также транзистор защиты и блок вспомогательного напр жени  на дополнительной обмотке накопительного дроссел , корректирующих резисторе и конденсаторе и выпр мительном диоде. Устр-во содержит также блок включени , включенный между входным выводом и общей шиной. Стабилизацию выходного напр жени  обеспечивает не только цепь отрицательной обратной св зи, но и цепь воздействи  по входному возмущению за счет изменени  амплитуды пилы,пропорциональной входному напр жению Это повышает точность стабилизации, Генератор обладает стабильной частотой. Это упрощает схему. Качество переходных процессов улучшаетс  благодар  наличию резистора и конденсатора. 1 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретени  - повышение КПД, улучшение точности стабилизации и качества переходных процессов при одновременном упрощении.

На чертеже приведена схема преобразовател .

Стабилизирующий преобразователь напр жени  с защитой содержит последовательно соединенные первичную обмотку накопительного дроссел  1, магнитный транзисторный ключ регулирующего элемента 2 и датчик 3 тока, подключенный к входным выводам, регулирующий элемент 2 пусковой обмотки 4 трансформатора тока подключен через последовательно соединенные первые резистор 5 и диод 6 к выходу блока 7 вспомогательного напр жени  и к коллектору транзистора 8 усилител  мощности, эмиттер которого через цепь 9 смещени  соединен с общей шиной, а база через второй

О

со

Ю Ю Ю

о

резистор 10 с выходом блока 7 вспомога тельного напр жени , отключающа  и раз ма гничива юща  обмотки 11 и 1 трансформатора тока соединены мог.ледо вательно и подключены одним выводом че рез второй диод 13 к общей тине, другим к выходу порогового элемента 14, а гочка их соединени  через последовательно соеди ненные четвертый диод 15 и третий рези стор 16 подкпючена к выходу блока 7 вспомогательного напр жени , база тран зистора 8 усилител  мощности через третий диод 17 соединена с выходом порогового элемента 14, неинвертирующий вход кото рого соединен с выходом второго делител  18 напр жени , эашунтированного стабилитроном 19, который одним электродом подключен к общей шине, а другим через первый делитель 20 напр жени  к выходу блока 7 вспомогательного напр жени , инвертирующий вход порогового элемента 14 соединен с первым выходом второго делител  21 напр жени  с двум  выходами генерато ра 22 пилообразного напр жени ,выполненного наоднопереходном транзисторе 23. одна база которого подключена к общей шине, друга  база через четвертый резистор 24 соединена с входным выводом, а эмиттер подключен соответственно через п тый резистор 25 к входному выводу и к общей шине через кон денсатор 26 врем задающей цепочки, который зашунтирован делителем 21 второй выход которого соединен с коллектором тран эистора 27 усилител  обратной св зи, тмит тер которого подключен к выходу источника 28 опорного напр жени  на резисторе и стабилитроне, а база соединена с выходом первого делител  20 напр жени , неинверти- рующий вход порогового элемента 14 з шун тирован корректирующим конденсатором 30 и через корректирующий резистор 29 под ключен к соответствующему выводу дополни тельной обмотки накопительного дроггепч блока 7 вспомогательного напр жени  пы полненного на выпр мительном диод и корректирующих резисторе 29 и конденсчторо 30. выход блока 7 соединен с выходом блока 31 включени , включенного между входным выводом и общей шиной, выход датчика 3 тока подключен к эмиттерному переходу транзистора 32 защиты, коллектор коюрого подключен к неинвертирующему входу по рогового элемента 14. и выходные обмогки накопительного дроссел  1 с выпрчмтемч ми и фильтрами 33. 34

Стабилизирующий преобра Ш.ПР лт работает следующим образом.

При подаче входног о напр ч ени-i чрро i блок 31 включени , выполненный на iMip. рывном стабилизаторе напрч1+ ни-1 годч

етс  питание в блок управлени  Генератор 22 пилообразного напр жени  на однопереходном транзисторе 23 начинает вырабатывать пилообразный CHI нал, подаваемый с

делител  21 напр жени  на инвертирующий вход порогового элемента 14 На неинвертирующий вход порогового элемента 14 приходит опорный сигнал с делител  18. При значении пилообразного сигнала с де

0 лител  21 меньше опорного, на выходе порогового элемента 14 присутствует высокий потенциал, т.е. выходной транзистор порогового элемента 14 закрыт. Через резистор 10 открываетс  транзистор 8 и подключает

5 пусковую обмотку 4 к источнику питани . Под действием положительной обратной св зи магнитно-транзисторный ключ регулирующего элемента 2 включаетс . Происходит накопление энергии в дросселе 1.При

0 превышении пилообразного напр жени  опорного напр жени  выходной транзистор порогового элемента 14 открываетс . При этом транзистор 8 выключаетс  под действием запирающего напр жени  на цепи 9

5 смещени , котора  может быть выполнена на диодах или стабилитроне. Одновременно последовательно соединенные отключающа  11 и размагничивающа  12 обмотки закорачиваютс , что приводит к выключению

0 магнитно-транзисторного ключа регулирующего элемента 2. В дальнейшем через резистор 16 и диод 15 происходит перемагничивание сердечника трансформатора тока. Энерги , накопленна  в дросг селе 1. начинает передаватьс  в нагрузку и через блок 7 вспомогательного напр жени  поступает на питание блока управлени .

До выхода преобразовател  на номинальный режим блок управлени  получает

0 от блока 31 питающее напр жение, которое несколько меньше номинального выходного напр жени  блока 7 вспомогательного напр жени  На этом этапе напр жение. снимаемое с делител  20, который одновре5 менно  вл етс  ограничительным элементом опорного стабилитрона 19. меньше выходного напр жени  источника 28. Транзистор 27 усилител  обратной св зи закрыт и не оказывает вли ни  на делитель 21 на0 пр жени  генератора 22 пилообразного на- прчженич I а пом этапе преобразователь работает с максимальным коэффициентом заполнени , который определ етс  величиной выходною сигнал; с делител  18. амп1 lunv. vin пилообразно о напр жени  на юндеиг;нг ро 2Ь и гоотношением плеч де- .ние/   V 1 Причем на этапе включени , так кж и в номинальном режиме, частота гм рртюра , 2 еглаогг.  неизменной, а амп- н и .,t Н.НЧН.ЖПНИЧ нл конденсаторе 26 пропорциональна входному напр жению Га ким образом, уже на этапе включени  нрпи ходит регулирование дл и , ел ьннс i и открытого состо ни  регулирующею элемен та 2. При выходе преобразовател  на номинальный режим выходное напр жение блока

7вспомогательного напр жени  превысит выходное напр жение блока 31 включени  который отключаетс  либо сам. либо под действием запирающего напр жени  что зависит от варианта его построени  Пол действием выходного напр жени  блока 7 вспомогательного напр жени , которое #р стко св зано с выходными напр жени ми, через обмотки накопительного дроссел  1 выходной сигнал с делител  2i; становитс  достаточным дл  включени  работу усипи тел  тока на транзистор Л

При увеличении выходного напр жени  под действием любого из .р.рст билизиру п щих факторов увеличиваетс  выходное л пр жение блока 7 вспомогательного напр жени . Это изменение усиливаетс  на пассивном усилителе образованном ста билитроном 19 и делителем 20,и далее уси ливаетс  транзистором 27 Выходной ток транзистора 27 приводит к i овышению пп тенциала на нижнем плече делител  21 а следовательно, и на выходе д- л и тел ч 1 где по существу происходит сложение пилооб разного сигнала и сигнала гонга ной св зи

8рассмотренном режимр г - ;оты гтг.пилп зацию выходного напр жен-/ -. i,Vn,   ет не только цепь отрицательней сб.эч -чг - св зи, но и цепь воздействи  г,о в/пи , возмущению за счет изменени  эг.г.ли. /,т пилы, пропорциональной входному чачр  жению, что улучшает точность стй г/н-пз ции. Построение цепи входного воздействи  на генераторе с однопереходным транзисто ром, обладающего стабильной ч стотои вне зависимости от питающего напр жени  по звол ет упростить схему При запуске и в номинальном режиме обеспечение угтоичи- вости и повышение качеств } переходных процессов обеспечиваетс  корректирую щей цепью на резисторе 29 и конденсаторе 30. Эта интегрирующа  цепочка выдел ет по сути дела пульсацию тока накопительно го дроссел  1 Пульсаци  дроссел  1 складываетс  с опорным напр жением делител  18. Причем производные или наклоны пилообразного напр жени  и пульсации выхода корректирующей цепи противоположны .

При резком нарастании тока дроссел  например при скачке входного напр жени  увеличиваетс  скорость изменени  корректирующего сигнала Он быстрее достигает значени  пилообразного сигн-эла тем са

мым врем  импульса уменьшаетс  При гимном увеличении тока выше заданного iHI нал с датчика 3 тока приоткрывает ранчистор 32 который воздействует на не- 5 инвертирующий вход порогового элемента 14 понижа  потенциал на этом входе и тем самым уменьша  длительность импульса от- рьглю состо ни  регулирующего элемента

10В -этом режиме преобразователь из режима стабилизации выходного напр жени  плавно переходит в режим стабилизации тика или потребл емой мощности При резким увеличении тока нагрузки или провале 5 и входного напр жени  блок управлени  вырабатывает максимальный коэффициент за- ПОТНРЦИЯ или врем  импульса Резко возрастает ток регулирующего элемента 2. Сигналом с датчика 3 тока транзистор 32 0 насыщаетс  что приводит к резкому разр ду конденса гора 30 Длительность импульса ограничиваетс  минимальным значением, определ емым временем задержки на вы- слючемие регулирующего элемента 2. на- 5 пример временем рассасывани  и т.д. Поскольку при срэРлгычании транзистора 32 конденглтпр 30 практически полностью разр жаетс  то скорость его промежуточного определи члкон изменени  0 длительно,ги ь-мп льсоч от минимального до } оминать Hit о при НРТИИ перегрузки мог/ г дующий прп|1,есл восстановлени  вы- .кого - ;зип-1 гниг но, i апериодический оракч р без г ерерл1 лчроваии 

Таким lOpasoN1 повышаетс  точность i . збилизации г  чество переходных гзро- цетое и надежность при одновременном v npou H n; конструкции

Claims (1)

1. Формула изобретени  0Стабилизирующий преобразователь напр жени  с защитой содержащий включенные между входным выводом и общей шиной последовательно соединенные первичную обмотку накопительного дроссел , 5 регулирующий элемент и датчик тока, усилитель мощности на транзисторе, выход которого соединен с управл ющим входом регулирующего элемента, пороговый элемент , выход которого соединен с входом 0 усилител  мощности генератор пилообразного напр жени , подключенный выходом к инвертирующему входу порогового элемента усилитель обратной св зи источник опорного напр жени , выход которого сое- 5 динен с одним из входов усилител  обратной св зи другим входом подключенного к выходу первого делител  напр жени , транзистор защиты, эмиттерным переходом подключенный к выходу датчика тока, блок вспомогательного напр жени  на дополнительной обмотке накопительного дроссел , выпр мительном диоде и корректирующих резисторе и конденсаторе и блок включени , вход которого включен между входным выводом и общей шиной, а выход подключен к выходу блока вспомогательного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, точности стабилизации и улучшени  качества переходных процессов при одновременном упрощении ,в него введены четыре диода, три резистора , второй делитель напр жени  и цепь смещени , включенна  между эмиттером транзистора усилител  мощности и общей шиной, причем регулирующий элемент выполнен на магнитно-транзисторном ключе, пускова  обмотка трансформатора тока которого одним выводом подключена через последовательно соединенные первый резистор и первый диод к выходу блока вспомогательного напр жени , а другим выводом, использованным в качестве управл ющего входа регулирующего элемента , - непосредственно к выходу усилител  мощности, в качестве которого использован коллектор его транзистора, база которого через второй резистор соединена с выходом блока вспомогательного напр жени , последовательно соединенные отключающа  и размагничивающа  обмотки трансформатора тока регулирующего элемента одним свободным выводом подключены через второй диод к общей шине, другим свободным выводом через третий диод - к базе транзистора усилител  мощности, непосредственно - к выходу порогового элемента, а точкой соединени  указанные обмотки через последовательно соединенные третий резистор и четвертый диод подключены к выходу блока вспомогательного напр жени , при этом один из входов первого делител  на пр жени  подключен к выходу блока вспомогательного напр жени , второму входу усилител  обратной св зи,второй делитель

   напр жени  включен между вторым входом первого делител  напр жени  и общей шиной , между которыми включен также введенный стабилитрон, и выходом соединен с

   неинвертирующим входом порогового элемента и с коллектором транзистора защиты, кроме того, генератор пилообразного напр жени  выполнен на однопереходном транзисторе, делителе напр жени  с двум 

   выходами, четвертом резисторе и врем за- дающей цепочке на последовательно соединенных п том резисторе и конденсаторе, включенной между входным выводом и общей шиной и точкой соединени  п того резистора с конденсатором, подключенной к эмиттеру однопроходного транзистора, одна база которого подключена к входному выводу через четвертый резистор, а втора  база - к общей шине непосредственно, делитель напр жени  с двум  выходами вклю- чен между эмиттером однопереходного транзистора и общей шиной.его первый выход использован в качестве основного выхода генератора пилообразного напр жени , а

   второй выход - в качестве введенного вспомогательного выхода этого генератора, соединенного с выходом усилител  обратной св зи, выполненного на транзисторе, эмиттер и база которого использованы в качестве первого и второго входов усилител  обратной св зи, а коллектор - в качестве его выхода, источник опорного напр жени  выполнен на резисторе и стабилитроне, причем в блоке вспомогательного напр жени 

   последовательна  цепочка из корректирующих резистора и конденсатора подключена параллельно дополнительной обмотке накопительного дроссел , один вывод которой соединен через выпр мительный диод с

   входным выводом, другой непосредственно с общей шиной, а точка соединени  корректирующих резистора и конденсатора подключена к коллектору транзистора защиты.

   CDrr

   Цанкп-1