Патент ссср 826522

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n)826522

«ь (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 080879 (21) 2809426/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300431. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 3004.81 (53)м. кл.з

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений.и открытий (5З) ПЖ 621. 314. 57 (088. 8) f .

/

А, Г. Бомко, В. Г. Воронин и В. С. СолоЪЯев:.,/ i (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а более конкретно, — ко вторичным источникам питания.

Известен стабилизированный кон;вертор постоянного напряжения, содержащий инвертор напряжения с выходным трансформатором, имеющим одну вторичную обмотку и ряд первичных . 10 обмоток, которые с помощью тиристоров и диодов .подключаются к источни-. ку напряжения, обеспечивая требуемый коэффициент трансформации вторичной обмотки по отношению к первичной (11 и (2, 15

Использование такого способа регулирования в инверторах напряжения, выполненных на транзисторах с питанием от первичных источников напряжения постоянного тока, связано с увеличением числа активных элементов (диодов и транзисторов) более чем в два раза, что резко снижает надежность работы устройства и повышает его себестоимость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизированный конвертор постоянного напряжения, содержащий входной выпрямительный мост с LC-фильтром, преобразователь напряжения с выход ным трансформатором и выходной низковольтный выпрямитель с LC-фильтром (3) .

Недостаток этого устройства заключается в том, что быстродействие процесса стабилизации ограничено наличием LC-фильтра на его выходе. Величина этого фильтра определяет быстродействие процесса стабилизации

Выходного напряжения и зависит от частоты преобразователя. Величина

КПД в таком конверторе выше, чем у предыдущего, так как между выходной обмоткой трансформатора преобразователя и LC-фильтром установлен один выпрямительный диод, однако дополнительные потери в этом конверторе возникают за счет увеличения эффективного значения тока относительно среднего за период. Увеличение эффективного тока, вызванного процессом широтно-импульсного регулирования выходного напряжения, приводит к дополнительным потерям в трансформаторе, выпрямительных диодах и выходном LC-фильтре и, следовательно, снижает КПД всего устройства в целом.

Цель изобретения — повышение быстродействия процесса стабилизации и

826522 4

КПД стабилизированного конвертора постоянного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизированном конверторе постоянного напряжения последовательно с первичной обмоткой понижающего трансформатора включен другой трансформатор с рядом вторичных обмоток, имеющих различные коэффициенты трансформации, при этом вторичные обмотки через соответствующие выпрямитель- <О ные мосты и транзисторные ключи образуют последовательную цепь, крайние выводы которой соедийены с выходом входного выпрямительного моста, а.выход каждого звена последовательной цепи шунтирован диодом в обратном направлении, а.между входами транзисторных ключей и выходом конвертора включен аналого-цифровой преобразователь.

На чертеже представлена элект- 26 рическая схема предлагаемого конвертора.

Стабилизированный конвертор постоянного напряжения содержит входной выпрямительный мост 1, собранный по схеме Ларионова на диодах 2-7,,сглаживающий LC-фильтр, состоящий из дросселя 8 и конденсатора 9, преобразователя 10 напряжения, усилитель мощности которого собран по мостовой схеме на транзисторах 11-14 с внешним возбуждением от задающего генератора 15, выходной понижающий трансформатор 16, выходной выпрямитель, собраннйй на диодах 17 и 18, выходной LC-фильтр, состоящий из дросселя

19 и конденсатора 20, дискретный регулятор 21 напряжения, состоящий из трансформатора 22, вторичные обмотки которого через соответствующие выпрямительные мосты 23-26, 27-30, 4О

31-34 и транзисторные ключи 35-37 соединены с выходом второго выпрямительного моста, коммутирукицие диоды

38-40 и аналого-цифровой преобразователь 41, управляющий транзисторны- 4S ми ключами с помощью сигнала обратной связи, поступающего с выхода конвертора.

Устройство работает следующим образом. S0

Задакщий автогенератор 15 вырабатывает прямоугольные импульсы переменного напряжения, которые усиливаются мостовым усилителем мощности на транзисторах 11-14. Стабилизация выходного напряжения на конденсаторе

20 осуществляется регулятором 21 напряжения, у которого первичная обмотка трансформатора 22 включена последовательно с преобразователем 10 напряжения и первичной обмоткой по- 6() нижакщего трансформатора 16. В зависимости от уровня выходного напряжения конвертора аналого-цифровой преобразователь 41 включает один или несколько транзисторных ключей 35-37, 65 при этом ток первичной обмотки трансформатора 22 трансформируется в цепь сглаживающего LC-фильтра. Число комбинаций, обеспечивающее процесс дискретного изменения коэффициента передачи регулятора 21 напряжения равно

И = 2 -1, где m - число вторичных обмоток трансформатора 22.

Конвертор обладает высоким быстродействием и КПД, так как скорость дискретного регулирования фактически ограничена элементной базой, а отсутствие громоздких LC-фильтров на выходе конвертора связано с отсутствием пауз в выходном токе и нагружении. Так как мощность регулятора напряжения относительно невелика и,составляет 10-15% выходной мощнос-. ти конвертора, то удельные ь ассогабаритные показатели тоже не ухудшаются. Аналого-цифровой преобразователь может быть выполнен в виде интегрального микропроцессора, поэтому на массу и габариты устройства заметного влияния не оказывает.

Формула изобретения

Стабилизированный конвертор постоянного напряжения, содержащий входной выпрямительный мост с LC-фильтром, преобразователь напряжения с понижающим трансформатором, выходной выпрямитель с LC-фильтром, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и КПД, последовательно с первичной обмоткой понижающего трансформатора введен другой трансформатор с рядом вторичных обмоток, имеющих различные коэффициенты трансформации, при этом вторичные обмотки через соответствующие выпрямительные мосты и транзисторные ключи образуют последовательную цепь, крайние выводы которой соединены с выходом входного выпрямительного моста, а выход каждого звена последовательной цепи шунтирован диодом в обратном направлении, введен аналого-цифровой преобразователь между входами транзисторых ключей и выходом конвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

@505312, кл. Н 03 К 3/53, 1978.

2. Елатомцев Й.А. и др. Комбинированный стабилизатор напряжения с высоким КПД. †:"Вопросы радиоэлектроники", сер. ЭВТ, вып. 7, 1974, с. 144 °

Воронин В.Г., Соловьев В.С., Батиков Е.И., Кознев A.М. Повышение. устойчивости ВИП и устройств электропитания ЭВМ от воздействия сетевых помех. — "Вопросы радиоэлектроники", сер. ЭВТ, вып. 7, ИРП, 1978, с. 105, рис. 1.

-826522

Составитель Н.Цишевская

Техред Н. Граб Корректор Н.Швьщкая

Редактор П.Макаревич

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2532/77 Тираж 730 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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