Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий подключенные к входным выводам вольтодобавочный трансформатор и вьтрямитель, один из выводов постоянного тока которого под ключей к первому выходному выводу , а другой вывод постоянного тока через h последовательно-согласно соединенных диодов - к второму выходному выводу, п вольтодобавочных выпрямителей с конденсаторами , подключенных входами к соответствующим обмоткам вольтодобавочного трансформатора,п транзисторных ключей и орган управления , отличающийся тем, что, с целью повьппения технологичности и функциональной надежности, в него введены импульсньй трансформатор и п-1 статических триггеров. , при этом вольтодобавочные выпрямители выходами соединены последова .тельно, положительный |вывод первого вольтодобавочного выпрямителя через переход коллектор-эмиттер первого транзисторного ключа подключен к катоду первого диода, отрицатальный вывод каждого из последующих вольтодобавочных выпрямителей через эмиттер-коллекторный переход соответствующего транзисторного ключа - к аноду соответствующего диода, общий вывод первого и дторого вольтодобавочного вьтрямитеi лей через первичную обмотку импульсного трансформатора подключен к (Л катоду второго и аноду первого диос дов, причем переходы эмиттер-база всех Последующих за первым транзисторных ключей через статические триггеры подключены к соответствующим вторичным обмоткам импульсного трансформатора, а орган управ00 ления вьшолнен одноканальньм в виде двухвхЬдового компаратора, соединенного первым входом через вьт- , рямитель с обмоткой вольтодобавоч-. ного трансформатора, вторым .входом ; с источником опорного напряжения, выходом - с переходом эмиттер-баэа первого транзисторного ключа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l 9) (11) (51)4 Н 02 М 7/21 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3710736/24-07 (22) 16.03.84

;46) 23.09.85. Бюл. N- 35

f .72) В.А. Поляков и А.М. Кашкаров (53) 621 . 314. 632 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 797022, кл. Н .02 М 7/12, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N - 675559, кл. Н 02 М 7/12, 1977. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий подключенные к входным выводам вольтодобавочный трансформатор и выпрямитель, один из выводов постоянного тока которого под ключен к первому выходному выводу, а другой вывод постоянного тока через и последовательно-согласно соединенных диодов — к второму выходному выводу, и вольтодобавочных выпрямителей с конденсаторами, подключенных входами к соответствующим обмоткам вольтодобавочного трансформатора, и транзисторных ключей и орган управления, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности и функциональной надежности, в него введены импульсный трансформатор и и-1 статических триггеров,, при этом вольтодобавочные выпрямители выходами соединены последовательно, положительный .вывод первого вольтодобавочного выпрямителя через переход коллектор-эмиттер первого транзисторного ключа подключен к катоду первого диода, отрицатальный вывод каждого из последующих вольтодобавочных выпрямителей через эмиттер-коллекторный переход соответствующего транзисторного ключа — к аноду соответствующего диода, общий вывод первого и цторого вольтодобавочного выпрямитеа лей через первичную обмотку импульс- Е ного трансформатора подключен к катоду второго и аноду первого диодов, причем переходы эмиттер-база С всех последующих за первым транзисторных ключей через статичес- Я кие триггеры подключены к соответствующим вторичным обмоткам импульсного трансформатора, а орган управления выполнен одноканальным в виде двухвхбдового компаратора, сое" диненного первым входом через вып-, рямитель с обмоткой вольтодобавоч-. ного трансформатора, вторым, входом . с источником опорного напряжения, выходом — с переходом эмиттер-база первого транзисторного ключа.

1 1181

Изобретение относится к электроФ технике и может быть использовано в устройствах электропитания.

Нель изобретения — повышение технологичности и функциональной на- 5 дежности.

На фиг. 1 приведена схема преобразователя переменного напряжения в постоянное с тремя вольтодобавочными выпрямителями," на фиг. 2— графики, поясняющие принцип его работы; на фиг. 3 — схема статического триггера.

Первичная обмотка,вольтодобавочного трансформатора 1 и вход выпрямителя 2 подключены параллельно входным выводам 3 преобразователя. Выход выпрямителя 2 подключен через последовательно — согласно соединенные диоды 4 — 6 к выходным выводам 7 преобразователя °

Выхоцные обмотки вольтодобавочного трансформатора 1 подключены к входам соответствующих вольтодобавочных выпрямителей 8 — 10. По выходу вольтодобавочные выпрямители

8 — 10 соединены последовательно, а средний вывод выпрямителей 8 и 9 подключен через первичную обмотку 30 импульсного трансформатора 11 к катоду диода 5 и аноду диода 4. Положительный вывод выпрямителя 8 через переход коллектор-эмиттер транзисторного ключа 12 подключен к катоду диода 4, а отрицательные выводы выпрямителей 9 и 10 через переходы эмиттер-коллектор транзисторных ключей 13 и 14 подключены, соответственно, к анодам ди- 40 одов 5 и 6. К входам статических триггеров 15 и 16 подключены соответствующие вторичные обмотки импульсного трансформатора 11. Выход статического триггера 15 подключен к ,переходу база-эмиттер,,транзисторноIro ключа 13, а выход статического триггера 16 - к переходу база-эмит тер транзисторного ключа 14. Орган 17 управления выполнен.на двух- 50 входовом компараторе 18, выход которого подключен к переходу базазмиттер ключа 12. Первый вход компаратора 18 соединен через выпрямитель 19 с обмоткой вольтодобавочно- 55 го трансформатора i а второй вход подключен к источнику опорного напряжения (к стабилитрону 20). На096 грузка 21 подключена к выходным выводам 7.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы, где U> напряжение на выходе выпрямителя 2; U4, U5., U <— вольтодобавочное напряжение на диодах 4, 5 и 6; I« — импульсы тока в первичной обмотке импульсного трансформатора 11; U 7 — выходное напряжение преобразователя; U, U о — напряжение на первом и втором входах компаратора 18; U „ — выходное напряжение органа 17 управления; Е среднее значение выходного напряжения преобразователя, причем диаграмма а соответствует минимальному, а диаграмма Б — максимальному значениям напряжения на входе 3 преобразователя.

Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

При минимальной величине напряжения источника питания, подключенного к входным выводам 3 преобразователя, мгновенные значения выпрямленного напряжения U

19 поступаемого на первый вход компаратора 18, превышают опорное напряжение 0 на втором входе компаратора 18 в течение меньшей части полупериода преобразуемого напряжения — моменты времени (фиг. 2 ). В результате на выходе органа 17 управления (на выходе компаратора 18) формируются импульсы прямоугольного напряжения U<„, отпирающие ключ 12 в моменты времени, когда опорное напряжение U, больше напряжения U . Ключ 12 открывается в момент времени t, и конденсатор вольтодобавочного выпрямителя 8 начинает разряжаться на нагрузку 21 через первичную обмотку импульсного трансформатора 11, диоды 5 и 6 и выпрямитель 2.

Ток I, протекающий по первичной обмотке импульсного трансформатора 11, формирует на вторичных обмотках импульсного трансформатора импульсы напряжения, переключающие статические триггеры 15 и 16 в состояние,отпирающее ключи 13 и 14. Напряжения конденсаторов вольтодобавочных выпрямителей 9 и 10 оказываются подключенными, соответственно, параллельно диодам 5 и 6, а на нагрузке 21 (на выходных вы1181096

30 з водах 7) формируется напряжение Б равное сумме напряжений выпрямителей

2, 8, 9 и 10 (без учета потерь на элементах схемы). В момент открывания ключа 13 конденсатор выпрямителя 9 разряжается не через обмотку импульсного трансформатора 11, а через конденсаторы выпрямителей 8 и 10. Поэтому в моменты t2 и t< ток через первичную обмотку импульс- 10 ного трансформатора 11 имеет форму положительного импульса ?„1 (фиг. 2).

В моменты времени, когда мгновенные. значения напряжения П наци 9 нают превышать напряжение U о, форми- 15 руется задний фронт импульса U управления транзисторного ключа 12, Ремя t 2 t .зисторный ключ 12 закрывается, и конденсатор вольтодобавочного выпрямителя 8 исключается из цепи питания нагрузки. Однако в моменты времени t u t конденсатор вольтодобавочного выпрямителя 9 . остается подключенйым в цепь формирования выходного напряжения U. через импульсный трансформатор

11, диод 4, выпрямители 2 и 1,0 и открытый ключ 14, т.е. в первичной обмотке импульсного трансформатора в моменты времени t è t формируется импульс тока I отрй и цательной полярности. В результате на вторичных обмотках импульсного трансформатора 11 формируются импульсы напряжения, переключающие статические триггеры 15 и 16 в положение, соответствующее закрытому состоянию ключей 13 и 14. Таким образом, ключи 13 и 14 автоматически переключаются синхронно с ключом 12.

При максимальном значении источника преобразуемого напряжения (фиг. 26) мгновенные значения напряжения U<> превышают напРяжение U> в течение большей части полупериода поэтому время открытого состояния ключей 12, 13 и 14, соответственно уменьшается, уменьшается и доля вольтодобавочного напряжения в выходном напряжении U . При этом среднее значение выходного напряжения E остается практически неизменным.

Из принципа работы следует, что при изменении опорного напряжения

U „ (фиг. 1) потенциометром, подключенным параллельно стабилитро.ну 20, можно регулировать среднее значение выходного напряжения Е в два раза, если напряжение на вторичных обмотках вольтодобавочного трансформатора 1 обеспечивает суммарное напряжение вольтодобавочных выпрямителей .8 — 10, равное .амплитудному значению преобразуемого переменного напряжения, при этом напряжение на ключах 12 — 14 равно одной трети амплитудного значения входного напряжения. С увеличением числа вольтодобавочных выпрямителей и транзисторных . ключей возможно дальнейшее уменьшение коэффициента нагрузки по напряжению на транзисторных ключах преобразователя, при этом орган регу" лирования остается одноканальным (управляет только первым транзистором), а последующие ключи управляются от обмоток импульсного трансформатора через статические триггеры.

1181096

0 а1у

А1 д

17

ll

К1 д

118109á

1181096

ЮЮЮД

Л/С

11(14) Составитель А. Коваленко

Редактор О. Головач Техред И.Асталош

Корректор Л.Пилипенко

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 5946/58 Тираж 645

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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