SU1501012A1 - Stabilizing voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к источникам вторичного электропитани . Целью изобретени   вл етс  улучшение качества выходного напр жени . При подаче напр жени  питани  компаратор 2 через усилитель мощности 3 включает силовой транзисторный ключ 1. Под действием напр жени  питани , приложенного к первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5, в последнем запасаетс  энерги . Выключение силового транзисторного ключа 1 происходит по сигналу с первого датчика тока 7. После выключени  энерги  накопительного трансформатора 5 расходуетс  на зар д емкостного накопител  11. Повторное включение силового транзисторного ключа происходит после уменьшени  тока обмотки 9 накопительного трансформатора 5 ниже уровн , заданного порогом отпускани  компаратора 2 и величинами первого 7 и второго 8 датчиков тока. При увеличении выходного напр жени  пробиваетс  пороговый элемент 12 и удлин етс  интервал выключенного состо ни  силового транзисторного ключа 1. 2 ил.This invention relates to secondary power sources. The aim of the invention is to improve the quality of the output voltage. When the supply voltage is applied, the comparator 2, through the power amplifier 3, turns on the power transistor switch 1. Under the action of the supply voltage applied to the primary winding 6 of the storage transformer 5, energy is stored in the latter. Switching off the power transistor switch 1 occurs at a signal from the first current sensor 7. After turning off the energy of the storage transformer 5 is consumed to charge the capacitive storage device 11. The power transistor switch switches on again after the current of the storage transformer 5 is reduced below the level specified by the release threshold of the comparator 2 and the values of the first 7 and second 8 current sensors. As the output voltage is increased, the threshold element 12 is punched and the switch off state of the power transistor switch 1 is lengthened. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовател м напр жени  вторичных источников питани , работающих от сети по- сто нного тока с резко мен ющимс  напр жением , например в системах элект- ронного зажигани  карбюраторного двигател  внутреннего сгорани .The invention relates to electrical engineering, in particular, voltage converters of secondary power sources operating on a direct current circuit with rapidly varying voltage, for example, in electronic ignition systems of a carburetor internal combustion engine.

Целью изобретени   вл етс  улучшекие качества выходного напр жени  путем ослаблени  вли ни  скачкообразных изменений входного напр жени .The aim of the invention is to improve the quality of the output voltage by attenuating the effect of intermittent changes in the input voltage.

На фиг.1 приведена функциональна  схема стабилизирующего преобразовател  напр жени ; .2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу..Fig. 1 shows a functional diagram of a voltage stabilizing converter; .2 - time diagrams that show his work ..

Стабилизирующий преобразователь напр жени  содержит (фиг.) силовой транзисторный ключ 1, двухуровневьй компаратор 2, соединенный выходом с управл ющим входом силового транзисторного ключа 1 через усилитель мощности 3, сумматор 4 на два входа.The stabilizing voltage converter contains (Fig.) A power transistor switch 1, a two-level comparator 2 connected to the control input of the power transistor switch 1 via power amplifier 3, an adder 4 to two inputs.

выход которого соединен с входомthe output of which is connected to the input

- -

двухуровневого компаратора 2, накопительный трансформатор 5, первична  обмотка 6 которого соедин ет коллектор силового транзис торного ключа 1 с входным выводом, первый датчик то- ка 7, соедин ющий силовой транзисторный ключ 1 с общей шиной, второй датчик тока 8, соедин нжций один вывод вторичной обмотки 9 накопительного трансформатора 5 с общей шиной через первый датчик тока 7, второй вывод обмотки соединен через выпр митель 10 с емкостным накопителем 11 и выходным выводом. Соединенные последовательно пороговый элемент 12 и интегратор 13 включены между точкой соединени  силового транзисторного ключа 1 с выводом первичной обмотки 6 накопительного трансформатора 5 и вторым входом сумматора 4, первый вход которого подключен к точке соединени  второго датчика тока 8 и вывода вторичной обмотки 9 накопительного трансформатора 5.a two-level comparator 2, a cumulative transformer 5, the primary winding 6 of which connects the collector of the power transistor switch 1 to the input terminal, the first current sensor 7 connecting the power transistor switch 1 to the common bus, the second current sensor 8, connectors one output the secondary winding 9 of the storage transformer 5 with a common bus through the first current sensor 7, the second winding terminal is connected via a rectifier 10 to a capacitive drive 11 and an output terminal. A successively connected threshold element 12 and integrator 13 are connected between the connection point of the power transistor switch 1 with the output of the primary winding 6 of the storage transformer 5 and the second input of the adder 4, the first input of which is connected to the connection point of the second current sensor 8 and the output of the secondary winding 9 of the storage transformer 5.

Стабилизирующий преобразователь напр жени  работает следун цим образом .The stabilizing voltage converter operates in the following way.

В момент включени  напр жение подаетс  на силовой транзисторный ключ 1, двухуровневьй компаратор 2 и уси- литель мощности 3. Сигнал на выходе сумматора 4 в этот момент ниже напр жени  первого порога срабатывани  двухуровневого компаратора 2, поэтому напр жение на его входе имеет высокий потенциал, который через усилитель мощности 3 включает силовой транзисторный ключ I (фиг;2в).At the moment of switching on, the voltage is applied to the power transistor switch 1, the two-level comparator 2 and the power amplifier 3. The signal at the output of the adder 4 at this moment is lower than the voltage of the first threshold of the two-level comparator 2, so the voltage at its input has a high potential, which through the power amplifier 3 turns on the power transistor switch I (Fig; 2c).

По цепи: первична  обмотка 6 накопительного трансформатора 5 - силовой транзисторный ключ 1 - датчик тока 7 - обща  шина, начинает протекать линейно возрастающий ток, вызывающий на датчике 7 падение напр жени , которое через датчик тока 8, сумматор 4 подаетс  на двухуровневьй компаратор 2. В момент достижени  выходным напр жением сумматора 4 величины напр жени  второго порога срабатывани , двухуровневый компаратор 2 выключаетс  и выключает силовой транзисторный ключ 1 (фиг.26). В это момент в первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5 возникает ЭДС самоиндукции (фиг.2д), вызывающа протекание тока по цепи: вывод вторичной обмотки 9 - датчик тока 7 и 8 - обща  шина - конденсатор емкостного накопител  11 - выпр митель 10 - второй вывод вторичной обмотки 9 накопительного трансформатора 5, вызывающий падение напр жени  в первом и втором датчиках тока 7 и 8, превьшающее уровень напр жени  второго и первого порогов срабатывани  двухуровневого компаратора 2 и поддерживающее его в выключенном состо нии . По мере зар да емкостного накопител  11 падение напр жени  на первом входе сумматора 4 и, соответственно , на его выходе уменьщаетс  по экспоненциальному закону и в некоторый момент времени оно достигает первого уровн  срабатывани  двухуровнеоAccording to the circuit: the primary winding 6 of the cumulative transformer 5 — the power transistor switch 1 — current sensor 7 — common bus starts a linearly increasing current, causing a voltage drop on sensor 7, which through current sensor 8, the adder 4 is fed to a two-level comparator 2. When the output voltage of the adder 4 reaches the value of the voltage of the second threshold, the two-level comparator 2 turns off and turns off the power transistor switch 1 (Fig. 26). At this moment, self-induction EMF occurs in the primary winding 6 of the cumulative transformer 5 (FIG. 2d), causing current to flow through the circuit: the output of the secondary winding 9 is the current sensor 7 and 8 is the common bus capacitor capacitor drive 11 the rectifier 10 is the second output the secondary winding 9 of the cumulative transformer 5, causing a voltage drop in the first and second current sensors 7 and 8, exceeding the voltage level of the second and first thresholds of the two-level comparator 2 and maintaining it in the off state. As the capacitive storage device 11 charges, the voltage drop at the first input of the adder 4 and, accordingly, at its output decreases exponentially and at some time it reaches the first level of operation of a two-level

вого компаратора 2, что вызывает его включение и процесс повтор етс . Пусть входное напр жение несколько возросло, тогда интервал времени включенного состо ни  транзисторного ключа 1 уменьшитс , так как ток в первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5 нарастает быстрее. В то же врем  интервалы времени его выключенного состо ни  не изменились и одинаковы. Этим достигаетс  стабилизаци  вольт-секундной площади импульса в первичной обмотке 6 накопительного трансформатора 5 и, как следствие, стабилизаци  и независимость выходного напр жени  преобразовател  от изменени  напр жени  питани  ,comparator 2, which causes it to turn on and the process repeats. Let the input voltage increase slightly, then the on-time interval of the transistor switch 1 will decrease, as the current in the primary winding 6 of the cumulative transformer 5 increases more rapidly. At the same time, the time intervals of its off state have not changed and are the same. This achieves the stabilization of the volt-second pulse area in the primary winding 6 of the cumulative transformer 5 and, as a consequence, the stabilization and independence of the output voltage of the converter from the variation of the supply voltage,

По мере зар да емкостного накопител  ЭДС самоиндукции на закрытом силовом транзисторном ключе 1 увеличиваетс  по экспоненциальному закону (фиг.2д) и при его превышении напр жени  пробо  порогового элемента 12 на интегратор 13 поступает сигнал, который сначала интегрируетс  интегратором 13 (фиг.2е), а затем сумми- руетс  с сигналом датчиков тока 7 и 8 и суммарный сигнал вли ет на дпи- тельнос ь выключенного состо ни  двухуровневого компаратора 2, удлин   это состо ние. Этим достигаетс  стабилизаци  напр жени  заданного верхнего уровн  (фиг.2г) напр жени  преобразовател  напр жени .As the capacitive accumulator is charged, the self-induced EMF on the closed power transistor switch 1 increases exponentially (fig.2d) and when it is exceeded, the voltage of the breakdown of the threshold element 12 to the integrator 13 receives a signal that is first integrated by the integrator 13 (fig.2e), and then summed with the signal of current sensors 7 and 8 and the sum signal affects the dimming of the two-level comparator 2, the length of which is. This achieves the stabilization of the voltage of a given upper level (Fig. 2d) of the voltage of the voltage converter.

Claims (1)

Формула изобретени  Invention Formula Стабилизирующий преобразователь напр жени , содержащий силовой транзисторный ключ, накопительный трансформатор с немагнитным зазором в маг нитопроводе, первична  обмотка кото- рого одним выводом соединена с входным выводом, а другим выводом соединена с коллектором силового транзисторного ключа, эмиттер которого соединен через первьп датчик тока с об- A stabilizing voltage converter containing a power transistor switch, a cumulative transformer with a non-magnetic gap in the magnetic conductor, the primary winding of which is connected to the input terminal with one output terminal and connected to the output terminal of the power transistor switch. - щей шиной, компаратор, соединенный вьпсодрм с базой силового транзисторного ключа, -последовательно соединенbusbar, a comparator connected to the base of a power transistor switch is sequentially connected ные выпр митель и емкостный накопитель электроэнергии, подключенные между первым выводом вторичной обмотки накопительного трансформатора и выходным выводом, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества выходного напр жени  путем ослаблени  вли ни  скачкообразных изменений входного напр жени , компаратор выполнен двухуровневым и дополнительно введены второй датчик тока, пороговый элемент, интегратор и сумматор на два входа, при этом второй датчик тока подключен одним выводом к точке соединени  эмиттера СШ1ОВОГО транзисторного ключа и первого датчика тока, вторым выводом он подключен одновременно к второму выводу вторичной обмотки накопительного трансформатора и первому входу сумматора, второй вход которого чере последовательно соединенные интегратор и пороговый элемент подключен к коллектору силового транзисторного ключа, а выход сумматора подключен к входу двухуровневого компаратора. A rectifier and a capacitive energy storage device connected between the first output of the secondary winding of the storage transformer and the output output, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage by attenuating the effect of abrupt changes in the input voltage, the comparator is made two-level and the second sensor is additionally introduced current, the threshold element, the integrator and the adder to two inputs, while the second current sensor is connected by one output to the point of connection of the emitter of the SSh1OVOGO transistor about the key and the first current sensor, the second output is connected simultaneously to the second output of the secondary winding of the storage transformer and the first input of the adder, the second input of which is connected in series to the integrator and the threshold element to the collector of the power transistor switch and the output of the adder is connected to the input of the two-level comparator. фи€.2fi € .2