Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы . 1818670 Al (я)5 Н 02 M 7/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

6,, : - "с 7 ,; /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867706/07 (22) 21.09.90 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Научно-исследовательский институт электротехники (72) В. А. Больинов, Ю. Г. Бочаров, В. Г. Веселовский и И. И. Яньшин (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 543109, кл. Н 02 M 7/10, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

N 907733, кл. Н 02 М 7/12, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование:. изобретение может быть использовано в качестве источника питания радиотехнических и электротехнических устройств при необходимости улучшения качества выходного напряжения за счет уменьшения величины пульсации выходного напряжения с сохранением гальванической развязки нагрузки от источника выходного напряжения. Сущность изобретения; устройство состоит из двух диодов, накопительного и выходного конденсатоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания радиотехнических и электротехнических устройств.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем уменьшения величины его пульсаций.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя переменного напряжения; на фиг.

2 — диаграммы, поясняющие работу устройства, где А — эпюра входного напряжения; Б — эпюра сигнала управления;  — эпюрэ напряжения на накопительном конденсаторе; ров, ключа, оптоэлектронного прибора, резистора, датчика тока и блока управления, содержащего узел питания, узел сравнения и узел формирования сигнала управления, обеспечивающий формирование сигнала управления с заданным соотношением длительностей импульса и паузы. Причем анод первого диода и катод второго диода и входные выводы блока управления подключены к входным выводам, а выходной вывод ключа, положительный вывод выходного конденсатора, отрицательные выводы конденсаторов,. управляющий вывод блока управления и по одному из выводов резистора и датчика тока подключены к выходным выводам. Указанное выполнение устройства позволяет уменьшить величину пульсаций выходного напряжения за счет максимального увеличение времени совместного разряда конденсаторов, т. к. величина превышения длительности импульса уп равления времени заряда накопительного конденсатора может выбираться очень незначительной. 2 ил. и ,à — эпюра выходного напряжения преобразователя.

Преобразователь переменного напря-, О жения в постоянное содержит первый и второй входные 1 и 2, первый и второй ( выходные 3 и 4 выводы для подключения

° соответственно источника переменного напряжения и нагрузки, первый и второй дио.Ъ ды 5 и 6, управляемый ключевой элемент 7, накопительный и выходной конденсаторы 8 и 9, блок управления 10, выполненный обеспечивающим закрывание ключевого элемента 7 при положительной полуволне

1818670 входного напряжения на первом входном выводе 1 и открывание ключевого элемента

7 при отрицательной полуволне на указанном выводе, а также резистор 11 и оптоэлектронный прибор 12, при этом анод первого и катод второго диодов 5 и 6 соединены соответственно с первым и вторым входными выводами 1 и 2, катод первого диода 5 соединен с положительным выводом накопительного конденсатора 8 и входным выводом ключевого элемента 7, выходной вывод которого подключен к положительному вы воду выходного конденсатора 9 и первому выходному выводу 3, первый и второй входные выводы блока управления 10 подключены. соответственно к первому и второму входным выводам 1 и 2 преобразователя, а его выходные выводы подключены к светоизлучателю оптоэлектронного прибора 12, фотоприемник которого одним выводом подключен к входному, а другим — к управ.ляющему выводам ключевого элемента 7, отрицательный вывод выходного конденсатора 9 соединен с вторым выходным выводом 4, управляющий вывод ключевого элемента 7 через резистор 11 роединен с вторым выходным выводом 4, с отрицательным выводом накопительного конденсатора 8, с управляющим выводом блока управления 10 и через датчик тока 13 — с анодом второго диода 6; а блок управления

10 содержит узел питания 14, узел сравнения 15 и узел формирования сигнала управления 16, выполненный обеспечивающим формированием сигнала управления с заданным соотношением длительностей импульса и паузы, причем общие выводы всех узлов объединены между собой и их общая точка соединения образует второй входной вывод блока управления 10, первый входной вывод которого соединен с входом узла питания 14, выход которого образует первый выходной вывод блока управления 10 и соединен с входами питания узлов сравнения и формирования сигнала управления 15 и 16, вход узла сравнения 15 образует управляющий вывод блока управления 10, а его выход соединен с входом узла формиро вания сигнала управления 16, выход которого образует второй выходной вывод блока управления 10.

Устройство работает следующим образам.

При поступлении положительной полуволны на входные выводы 1 и 2 через диоды 5 и 6 заряжается накопительный конденсатор 8 до максимального значения входного напряжения, при этом на выходе узла сравнения 15 появляется импульс на время протекания тока через датчик тока 13, т, е, на время заряда накопительного конденсатора 8, этот импульс поступает на вход узла формирования сигнала управления 16, который в простейшем случае представляет собой ждущий мультивибратор, срабатывающий по переднему фронту входного импульса. На выходе узла формирования сигнала управления 16 при этом появляется импульс заданной длительности (длитель"0 ность определяется параметрами элементов мультивибратора), обеспечивающий протекание тока через светоизлучатель оп- тоэлектронного прибора 12, что приводит к открыванию его фотоприемника и закрыва15 нию ключа 7. В момент окончания импульса управления прекращается воздействие на фотоприемник оптоэлектронного прибора

12 и ключ 7 открывается, т. к. он выполнен нормально открытым, для чего управляющий вывод ключа 7 через резистор 11 соединен с вторым выходным выводом 4 преобразователя, При этом происходит мгновенное выравнивание напряжений на накопительном и выходном конденсаторах

25 8 и 9 с их последующим совместным разрядом на нагрузку. Причем диоды 5 и 6 остаются закрытыми присутствующими на них обратными напряжениями, что обеспечивает гальваническую развязку нагрузки от ис30 точника входного напряжения.

Длительность импульса управления, закрывающего ключ 7, должна превышать время заряда накопительного конденсатора 8 для обеспечения спада положительной полуволны на аноде диода 5 до уровня ниже величины напряжения на накопительном конденсаторе 8. Это необходимо для исключения открывания диода 5 в момент выравнивания напряжений на накопительном и

40 выходном конденсаторах 8 и 9, в противном случае это может привести к образованию кратковременной гальванической связи нагрузки с источником входного напряжения.

По сравнению с прототипом в предлагае45 мом устройстве происходит уменьшение величины пульсаций выходного напряжения за счет максимального увеличения времени совместного разряда накопительного и выходного конденсаторов, т. к. величина превышения длительности импульса управления времени заряда накопительного конденсатора может выбираться очень незначительной. Увеличение времени совместного разряда накопительного и выход55 ного конденсаторов эквивалентно увеличению емкости выходного конденсатора на это время. В случае использования двух одинаковых преобразователей, включенных параллельно, появляется дополнительный эффект уменьшения величины

1818670 пульсаций выходного напряжения, т.к. на нагрузку постоянно работают три или четыре конденсатора, т.е. или два выходных и один накопительный, или два выходных и оба накопительных конденсатора.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй входные, первый и второй выходные выводы для подключения соответственно источника переменного напряжения и нагрузки, первый и второй диоды, управляемый ключевой элемент, накопительный и выходной конденсаторы, блок управления, обеспечивающий закрывание ключевого элемента при положительной полуволне входного напряжения на первом входном выводе и открывание ключевого элемента при отрицательной полуволне на указанном выводе, а также резистор и оптоэлектронный прибор, при этом анод первого и катод второго диодов соединены соответственно с первым и вторым входными выводами, катод первого диода соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и входным выводом ключевого элемента, выходной вывод которого подключен к положительному выводу выходного конденсатора и первому выходному выводу, первый и второй входные выводы блока управления подключены соответственно к первому и второму входным выводам преобразователя, а его выходные выводы — к светоизлучателю оптоэлектронного прибора, фотоприемник которого одним выводом подключен к входному, а другим — к управляющему выводам ключевого элемента, отрицательный вывод выходного

5 конденсатора соединен с вторым выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения величины пульсаций выходного напряжения, управля10 ющий вывод ключевого элемента через резистор соединен с вторым выходным выводом, а отрицательным выводом накопительного конденсатора, с управляющим выводом блока управления и через дополни15 тельно введенный датчик тока — с анодом второго диода, а блок управления включает узел питания, узел сравнения и узел формирования сигнала управления, выполненный обеспечивающим формирование сигнала

20 управления с заданным соотношением длительностей импульса и паузы, причем общие выводы всех узлов обьединены между собой и их общая точка соединения образу. ет второй входной вывод блока управления, 25 первый входной вывод которого соединен с входом узла питания, выход которого образует первый выходной вывод блока управления и соединен с входами питания узлов сравнения и формирования сигнала управ30 ления, вход узла сравнения образует управляющий вывод блока управления, à его выход соединен с входом узла формирования сигнала управления, выход которого образует второй выходной вывод блока

35 управления.

1818670

Составитель Ю.Бочаров

Техред M.Mîðãåèòàë

Редактор А. Коляда

Корректор И.Муска

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1940 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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