Импульсный регулятор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания . Цель изобретения - повышение надежности путем снижения загрузки по току основного и по напряжению дополнительного транзисторных ключей. Устройство содержит включенные последовательно в первую питающую шину .основной транзисторный ключ,3 и дроссель 4 LCD-фильтра. Конденсатор 5 этого фильтра включен между выходными выводами 7, 8, а обратный диод 6 - между второй питающей шиной и точкойсоединения ключа 3 с дросселем 4. Транзисторный ключ 3 зашунтирован последовательной цепочкой из диода 9 и конденсатора 10, точка соединения которых через вторую последовательную цепь из дросселя 11 и диода 12 и дополнительный транзисторный ключ подключена либо к первой питающей шине, образующей выходной вывод 7, либо к отпайке дросселя 4. Указанное соединение элементов устройства позволяет снизить величину импульсного тока разряда конденсатора 10 и установленную мощность ключа 13 за счет обеспечения передачи энергии, накопленной в конденсаторе 10 и дросселе 11, на вход импульсного регулятора, а также малой величины отношения чисел витков Частей обмотки дросселя 4. 2 з,п. ф-лы, 3 ил. i (Л С СлЭ 00 со 00 9u2.f

ВИЛ -!!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5д 4 Н 02 M 3/135

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

БМЕ,)1!(, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3736999/24-07 (22) 07.05.84 (46) 23.09.87. Бюл. М- 35 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72) В.Ф.Ильин и В.И.Костылев (53) 621.316.722(088.8) (56) Моин В.С. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи.

М.: Энергия, 1972, с. 346, рис. 9-18а.

Авторское свидетельство СССР

N - 936315, кл. Н 02 М 7/537, 1982. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение надежности путем снижения загрузки по току основного и по напряжению дополнительного транзисторных ключей.

Устройство содержит включенные последовательно в первую питающую шину основной транзисторный ключ 3 и дроссель 4 LCD-фильтра. Конденсатор 5 этого фильтра включен между выходными выводами 7, 8, а обратный диод

6 — между второй питающей шиной и точкой. соединения ключа 3 с дросселем 4. Транзисторный ключ 3 эашунтирован последовательной цепочкой из диода 9 и конденсатора 10, точка соединения которых через вторую последовательную цепь из дросселя 11 и диода 12 и дополнительный транзисторный ключ подключена либо к первой питающей шине, образующей выходной вывод 7, либо к отпайке дросселя 4.

Указанное соединение элементов устройства позволяет снизить величину импульсного тока разряда конденсатора 10 и установленную мощность ключа 13 за счет обеспечения передачи энергии, накопленной в конденсаторе 10 и дросселе 11, на вход импульсного регулятора, а также малой величины отношения чисел витков частей обмотки дросселя 4. 2 з,п. ф-лы, 3 ил.

1339800 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания, Цель изобретения — повышение надежно сти.

На фиг. 1 и 2 приведены электрические схемы вариантов выполнения импульсных регуляторов постоянного напряжения; на фиг. 3 — эпюры токов и напряжения, поясняющие работу импульсного регулятора, Импульсный регулятор постоянного напряжения (фиг. 1, 2) содержит входные выводы 1 и 2 (питающие шины), основной транзисторный ключ 3, последовательно включенный с LCD-фильтром, состоящим из дросселя 4, конденсатора 5 и обратного диода 6, и выходные выводы 7 и 8. Основной транзисторный ключ 3 шунтирован первой последовательной цепью, состоящей из диода 9 и конденсатора 10 средняя точка которой через последовательно включенные дроссель 11, диод 12,образующие вторую последовательную цепь и дополнительный транзисторный ключ

13, подключена к выходному выводу. 7 (фиг. 1) или к отпайке 14 дросселя

4 фильтра (фиг. 2). Управление транзисторными ключами 3 и 13 производится блоком 1S. На фиг. 3 эпюры П, П<о» П з и з о - э соответствуют временным диаграммам напряжений и токов основного 3 и дополнительного 13 транзисторных ключей и конденсатора 10, Импульсный регулятор постоянного тока работает следующим образом, Согласно фиг. 1 при разомкнутом основном транзисторном ключе 3 дополнительный ключ 13 разомкнут, а обратный диод 6 замкнут и через него протекает ток дросселя 4 фильтра. При этом конденсатор 10 заряжен до напряжения U», действующего на входных выводах 1 и 2.

В момент 1О (фиг, 3) отпирания основного ключа 3 входное напряжение прикладывается к одновременно проводящим транзисторному ключу 3 и обратному диоду 6, при этом происходит быстрое нарастание тока ключа 3 и спад тока диода 6, По окончании процесса восстановления запирающих .свойств диода 6 ток ключа 3 устанавливается равным току дросселя 4. В момент t < отпирается дополнительный

?5

55 транзисторный ключ !3 и в контуре конденсатор 10 — вывод 1 — вывод 2 вывод 7 — вывод 8 — ключ 13 — диод

12 — дроссель 11 возникает колебательный процесс разряда конденсатора 10, Условием полного разряда конденсатора 10 при высокой добротности контура является U Ä -U Ä,„ 0,5U „, где U — напряжение на выходных

B b l x выводах 7 и 8, При U sb„„ 0,5 конденсатор 10 разряжается эа время, меньшее длительности полупериода собственных колебаний контура, В этом случае с момента t окончания разряда конденсатора 10 ток дросселя 11 продолжает протекать в контуре, но уже не через конденсатор 10, а через шунтирующие его диод 9 и проводящий транзисторный ключ 3, В результате вся энергия, накопленная в конденсаторе

10 и дросселе 11, передается на вход импульсного регулятора. После спада тока дросселя 11 до нуля с дополнительного ключа 13 снимается управляющий сигнал и он запирается. При запирании основного ключа 3 ток дросселя 4 вначале протекает через по следовательную цепь, состоящую из конденсатора 10 и диода 9, а затем с момента достижения напряжения на конденсаторе 10 значения входного напряжения — через обратный диод 6.

На этапе запирания напряжение на ключе 3 в связи с шунтирующим действием указанной последовательной цепи растет гораздо медленнее, чем спадает его ток, Выбор емкости конденсатора 10 производится из условия обеспечения режима транзисторного ключа 3 в области безопасной работы.

Напряжение на дополнительном ключе 13 нарастает при токе, равном нулю, и к моменту t устанавливается равным выходному напряжению.

Рассмотренная схема имеет ограниченный диапазон регулирования, так как режим полного разряда конденсатора 10 обеспечивается только при условии 1.1„,„, 0,5U „.

Для ув личения диапазона регулирования в контур разряда конденсатора 10 может быть введен вольтодобавочный узел, образованный частью витков обмотки дросселя 4 фильтра (фиг, 2), В этом случае напряжение, действующее в.контуре разряда, повысится на величину

13 где W — число витков между выводом дросселя, подключенным к выводу 7 и отпайкой Т4;

W — полное число витков обмотки дросселя 4.

Необходимое соотношение витков определяется из условия (U<,„- вь,<,) (— — ) - 0 ° 5V „

В такой схеме ток разряда конденсатора 10, протекающий через часть витков W<, трансформируется в обмотку W дросселя 4 и дополнительно загружает основной ключ 3. Так как в импульсных регуляторах, используемых в источниках вторичного электропитания, обычно соблюдается условие мое отношение витков -- оказывается

W малым и дополнительная загрузка основного ключа незначительной.

Формула изобретения

1. Импульсный регулятор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в одну из питающих шин основной транзисторный ключ и дроссель LCD-фильтра, конденсатор которого включен между выходными выводами, а обратный диод — между вто.рой питающей шиной и общей точкой

4 соединения основного транзисторного ключа и дросселя фильтра, первую последовательную цепь из первого вспомогательного диода и конденсатора, шунтирующую основной транзисторный ключ, вторую последовательную цепь из второго вспомогательного диода и дросселя, и дополнительный транзисторный ключ, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения загрузки по ,току основного и по напряжению дополнительного транзисторных ключей, вторая последовательная цепь подключена одним выводом к средней точке первой последовательной цепи, а вторым — через указанный дополнительный транзисторный ключ к первой питающей шине, причем первая последовательная

20 цепь первым вспомогательным диодом подключена к точке соединения основного транзисторного ключа с дросселем

LCD-фильтра.

2. Регулятор по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что дополнительный транзисторный ключ соединен с первой питающей шиной путем подключения его к выходному выводу первой питающей шины.

3. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что дополнительный транзисторный ключ соединен с первой питающей шиной путем под35 ключения его к отпайке обмотки дросселя фильтра °

1339800 фиг3

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т;Добровольскис

Редактор С.Патрушева Техред М.Xoданич Корректор С.Шекмар

Заказ 4240/51