SU476681A1 - Constant voltage converter - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к имнульсной технике и может быть использовано нри разработке устройств автоматики.The invention relates to a pulse technique and can be used in the development of automation devices.

Известны преобразователи посто нного напр жени , содержащие мультивибратор на транзисторах с трансформаторной обратной св зью, в котором намагничивающа  обмотка трансформатора подключена к встречно соединенным источникам входного и опорного напр жений через один из транзисторов и к источнику входного напр жени  через второй транзистор, шунтированный формирователем временного интервала, содержащим конденсатор , зар дный резистор и разр дный ключ, управл ющий вход которого через стабилитрон подключен к упом нутому конденсатору.DC / DC converters are known that contain a multivibrator on transistors with a transformer feedback, in which the magnetizing winding of the transformer is connected to oppositely connected input and reference voltage sources through one of the transistors and to the input voltage source through the second transistor shunt by the time interval driver containing a capacitor, a charging resistor, and a bit switch, the control input of which through a zener diode is connected to said capacitor.

Недостатком известных преобразователей  вл етс  погрешность преобразовани , вызванна  пестабильпостыо сопротивлени  насыщепн  транзисторов мультивибратора при измеиепии в.ходного напр жени  в широко.м диапазоне .A disadvantage of the known converters is the conversion error caused by the pestil resistance of the saturation of the transistors of the multivibrator when the input voltage is measured in a wide range.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Цель достигаетс  тем, что в цепь намагничивающей обмотки трансформатора введены две дополнительные обмотки, одна из которых подключена к источнику входного напр жени  через один из дополнительных диодов, а втора  дополнительна  об .мотка включена между одноименными клеммами источников входного и опорного папр жений через второй из дополнительных диодов , при этом последовательно с намагничивающей обмоткой включен резистор.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the conversion. The goal is achieved by introducing two additional windings into the magnetizing winding circuit of the transformer, one of which is connected to the input voltage source through one of the additional diodes, and the second additional winding is connected between the input and reference terminals of the same name through the second of the additional diodes, with a resistor connected in series with the magnetizing winding.

На чертеже приведена принципиальна  схема предложенного преобразовател .The drawing shows a schematic diagram of the proposed Converter.

Преобразователь подключен к клеммам 1, 2 источника опорного на11р женн , а также к кле.ммам 3, 4 источника входного напр жени The converter is connected to the terminals 1, 2 of the source of the reference voltages, as well as to the terminals 3, 4 of the input voltage sources

и состоит из мультивибратора с трансформаторной обратной св зью, содержащего трансформатор 5 и транзисторы 6 и 7. Намагничивающа  обмотка трансформатора 5 подключеиа через транзистор 6 к встречно соединеннымand consists of a multivibrator with transformer feedback, containing transformer 5 and transistors 6 and 7. The magnetizing winding of transformer 5 is connected through transistor 6 to counter-coupled

источника.м входного н опорного напр жений п через транзпстор 7 к источнику входного напр жени . Трапзистор 7 щунтнрован формирователем време1пюго интервала, содержащим конденсатор 8, зар дный резистор 9 н разр дный ключ 10, управл ющий вход которого через стабилитрон 11 подключен к конденсатору 8. Зар дный резистор 9 шунтирован разр дпым диодом 12. Последовательно с намагничивающей обмоткой трансформатора 5source of input n reference voltage n via transistor 7 to the source of input voltage. Trapzistor 7 is shucked by a shaper of a time interval containing a capacitor 8, a charging resistor 9 and a discharge switch 10, the control input of which is connected via a zener diode to a capacitor 8. The charging resistor 9 is shunted by a discharge diode 12. Consistently with the magnetizing winding of the transformer 5

включен резистор 13. Через дополнительный диод 14 дополнительна  об.мотка 15 трансформатора 5 включена между одноименными клеммами 3 и 1 источников входного и опорпого напр жений соответственно. Через второй дополнительпый диод 16 к источнику ВХОДНОГО напр жени  подключена втора  дополнительна  обмотка 17 трансформатора. Входной сигнал преобразовател  снимаетс  с клемм 18 и 19. Преобразователь работает следующим образом . Прн включении транзистора 6 мультивибратора происходит запуск формировател  временного интервала, конденсатор 8 которого начинает зар жатьс  от источника опорного напр жени  через открытый транзистор 6 и зар дный резистор 9. Одновременно намагничивающа  обмотка трансформатора 5 подключаетс  к встречно соединенным источникам опорного и входного напр жений через транзистор 6 и резистор 13. Дополнительна  обмотка 15 уложена на сердечнике трансформатора таким образом, что в этот полупериод колебаний мультивибратора диод 14 открыт и по обмотке 15 протекает ток. Соответствующий ему ток намагничивающей обмотки создает падение напр жени  на внутреннем сопротивлении открытого транзистора 6 и резистора 13 такой величины, при которой напр жение, приложенное к намагничивающей обмотке, меньше напр жени  на обмотке 15 и, следовательно , меньше, чем разность между опорным и входным напр жени ми в строго определенное число раз, равное коэффициенту трансформации . В момент окончани  зар да конденсатора 8 до напр жени , равного уровню пробо  стабилитрона 11, последний открываетс  и обеспечивает ток управлени  разр дного ключа 10, который срабатывает, включает конденсатор 8 на разр д через диод 12 и шунтирует траизистор 7, чем обеспечиваетс  принудительное переключение транзисторов мультивибратора при значени х индукции в сердечнике, меньшнх величины индукции насыщени . Этим практически исключаетс  вли ние нестабильности индукции насыщени  на точность преобразовани . Выключение транзистора 6 и включение транзистора 7 со,провождаетс  ;одключеннем намагничивающей об.мотки трансформатора 5 к источнику входного напр жепн  через резистор 13. В этот полупериод диод 14 заппраетс  и отключает обмотку 15, а диодом 16 дополнительна  обмотка 17 подключаетс  к клеммам 3, 4 источника входного напр женн , в результате чего иапр женне на намагннчивающей обмотке в строго определенное число раз, равное коэффнциенту траисформацнн, отличаетс  от напр женн  на обмотке 17, равного входному напр жению. На прот жении второго полупериода конденсатор 8 удерживаетс  транзистором 7 в разр женном состо нии , разр дный ключ 10 - в закрытом состо нии , а сердечник трансформатора перемагничиваетс  до исходного насыщенного состо ни , по достижении которого транзисторы 6 и 7 переключаютс  и цикл работы преобразовател  повтор етс . Синхронное переключение транзистора 7 и диода 16, а также транзистора 6 и диода 14 позвол ет практически полностью исключить вли ние нестабильности сонротивлени  насыщени  транзисторов, вызванной изменением напр жени  обратной св зи мультивибратора в процессе изменени  входного нанр жени . Выбором термостабильных диодов 14 и 16 с малым динамическим сопротивлением на начальном участке их вольтамперных характеристик , использованием известных мер ло повышению стабильности соиротивлени  дополнительных обмоток 15 и 17 можно значительно повысить точность преобразовани  в широком диапазоне изменени  входного напр жени . Предмет изобретени  Преобразователь посто ииого нанр женн , содержащий мультивибратор па транзисторах с трансформатортюй обратной св зью, в котором намагничивающа  обмотка трансформатора подключена к встречно соединенны.м источника.м входного и опорного напр жений через один из транзисторов и к источнику входного напр жени  через второй транзистор, шунтированный формирователем временного интервала, содержащим конденсатор, зар дный резистор и разр дный ключ, управл ющий вход которого через стабилитрон подключен к упом нутому конденсатору, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  точпоети преобразовани , в цепь намагнпчнваюн,еп обмотки трансформатора введены две дополпнтельные обмотки, одна из которых подключена к источнику входного напр жени  через один из дополр нтельных диодов, а втора  дополнительна  обмотка включена между одноименными клеммами источников входного и опорного напр жений через второй из дополпительных диодов, при этом последовательно с намагничивающей обмоткой включен резистор .a resistor 13 is turned on. Through an additional diode 14, an additional winding 15 of transformer 5 is connected between the like terminals 3 and 1 of the input and reference voltage sources, respectively. Through the second additional diode 16, a second additional winding 17 of the transformer is connected to the source of the INPUT voltage. The input signal of the converter is removed from terminals 18 and 19. The converter operates as follows. When the multivibrator transistor 6 is turned on, a time interval driver starts, the capacitor 8 of which starts charging from the reference source through the open transistor 6 and the charging resistor 9. At the same time, the magnetizing winding of the transformer 5 is connected to the counter-connected sources of the reference and input voltages through transistor 6 and resistor 13. Additional winding 15 is laid on the transformer core in such a way that in this half-period of oscillation of the multivibrator the diode 14 is open and hank 15 current flows. The corresponding magnetizing winding current creates a voltage drop on the internal resistance of the open transistor 6 and resistor 13 of such a magnitude that the voltage applied to the magnetizing winding is less than the voltage on the winding 15 and, therefore, less than the difference between the reference and input voltages in a strictly defined number of times, equal to the transformation ratio. At the time of termination of the charge of the capacitor 8 to a voltage equal to the level of the breakdown of the Zener diode 11, the latter opens and provides the control current for the bit switch 10, which is triggered, switches on the capacitor 8 to the discharge through the diode 12 and bridges the transistor 7, thereby forcing the switching of the transistors multivibrator with core induction values, lower saturation induction values. This virtually eliminates the effect of saturation induction instability on conversion accuracy. Switching off the transistor 6 and turning on the transistor 7 with, is connected with the connected magnetizing winding of the transformer 5 to the input voltage source through a resistor 13. In this half-period, the diode 14 reprocesses and turns off the winding 15, and with the diode 16 an additional winding 17 is connected to terminals 3, 4 The input source voltage, as a result of which the voltage on the magnetic winding is strictly a certain number of times equal to the coefficient of transmission, differs from the voltage on the winding 17, equal to the input voltage. During the second half period, the capacitor 8 is held by the transistor 7 in a discharged state, the bit switch 10 is in the closed state, and the transformer core is re-magnetized to the original saturated state, after reaching which the transistors 6 and 7 switch and the converter operation cycle repeats . The synchronous switching of the transistor 7 and the diode 16, as well as the transistor 6 and diode 14, almost completely eliminates the effect of instability on the saturation resistance of the transistors caused by a change in the feedback voltage of the multivibrator during a change in the input voltage. The choice of thermostable diodes 14 and 16 with low dynamic resistance in the initial part of their current-voltage characteristics, using well-known measures to increase the stability of the co-current of additional windings 15 and 17, can significantly improve the accuracy of conversion in a wide range of input voltage. The subject of the invention is a constant-voltage converter containing a multivibrator on transistors with a transformer feedback, in which the magnetizing winding of the transformer is connected to counter-coupled sources of input and reference voltages through one of the transistors and to the source of input voltages through the second transistor shunted by a time interval former containing a capacitor, a charging resistor and a discharge switch, the control input of which is connected via a zener diode to the aforementioned The capacitor is distinguished by the fact that, in order to increase the point of conversion, a two additional polarity windings are introduced into the magnetic field of the transformer winding, one of which is connected to the input voltage through one of the additional diodes, and the second additional winding is connected between by the same terminals of the input and reference voltage sources through the second of the additional diodes, with a resistor connected in series with the magnetizing winding.