Регульований перетворювач напруги

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано во вторичных источниках питания устройств связи, вычислительной техники, радиоаппаратуры. Известен регулируемый преобразователь напряжения согласно (А.с. СССР №516159, кл. 2 H02M3/135). Известный стабилизированный преобразователь содержит транзисторы, выполняющие функции преобразования и непрерывного регулирования постоянного напряжения, силовой и промежуточный трансформаторы, первичные обмотки которых соединены и подключены к коллекторам транзисторов, причем вторичная обмотка силового трансформатора включена в выходной выпрямитель, а промежуточного противоположными концами к базовым выводам транзисторов и средней точкой к эмиттерным цепям через регулирующий элемент, который по цепи управления соединен с усилителем обратной связи, при этом встречно-параллельно с переходами база-эмиттер транзисторов преобразователя включены полупроводниковые диоды, а вторичная обмотка промежуточного транс-Форматора разбита на две секции, соединенные между собой мостовым выпрямителем, один полюс которого подключен к эмиттерным цепям силовых трансформаторов через ограничительный резистор, а второй через регулирующий элемент, представляющий собой последовательно соединенные полупроводниковый диод и транзистор с резистором в эмиттерной цепи. Схемное решение данного стабилизатора относится к стабилизаторам непрерывного действия, основным недостатком которых является значительные потери мощности на регулирующем. транзисторе, что снижает надежность стабилизатора. При этом повышение надежности связано с применением сложных систем теплоотвода, что в свою очередь увеличивает весогабаритные показатели и энергозатраты. Наиболее близким по технической сущности и диагностическому результату к предлагаемому является регулируемый преобразователь напряжения согласно технической документации на аппаратуру вторичной системы передачи ИКМ120-4/5 /АРФ 1.223.006. Плата ВП-Т Альбом №4, содержащий блок запуска, входной защитный фильтр, схему преобразования, выходной защитный фильтр, схему управления и контроля и схему сигнализации при этом первый вход схемы преобразования соединен с выходом защитного фильтра, второй вход с первым выходом схемы управления и контроля, а первый, второй и третий выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входу выходного защитного фильтра и к первому, второму и третьему входу схемы управления и контроля, второй выход которой подключен к входу схемы сигнализации, выход которой соединен с первым входом блока запуска, выход которого подключен к четвертому входу схемы управления и контроля, а второй вход соединен с входом входного защитного фильтра и является входом регулирующего преобразователя напряжения первым, вторым и третьим выходом которого является первый, второй и третий выход выходного защитного фильтра, при этом схема управления и контроля включает генератор, широтно-импульсный модулятор (ШИМ), инвертор, устройство сравнения, блок контроля выходных напряжений, мультивибратор, одновибратор. причем выход генератора соединен с первым входом ШИМ, выход которого является первым выходом схемы управления и контроля, а первый вход схемы управления и контроля является входом инвертора, один выход которого соединен с первым входом блока контроля выходных напряжений, а второй выход соединен с первым входом устройства сравнения, второй и третий вход которого является одновременно вторым и третьим входом схемы управления и контроля и соответственно вторым и третьим входами блока контроля выходных напряжений, первый выход которого является вторым выходом схемы управления и контроля, а второй выход соединен с первым входом мультивибратора, выход которого соединен со вторым входом ШИМ, при этом выход одновибратора соединен со вторым входом мультивибратора, а его вход является четвертым входом схемы управления и контроля. Все узлы схемы управления и контроля выполнены на микросхемах 740УД5-1. Данный преобразователь относится к импульсным преобразователям с ШИМ. Потери мощности на его регулирующем транзисторе по сравнению с преобразователями непрерывного действия к которым относится аналог значительно меньше. Однако операционные усилители, взятые за основу схемы управления и контроля, малонадежны и требуют прецизионной настройки. Небольшие разбросы параметров элементов, входящих в состав схемы, ведут к нестабильности работы всего устройства. При этом прецизионная настройка параметров операционного усилителя под параметры всего устройства длительный и трудоемкий процесс. Кроме того, из-за трудностей вмешательства в схему коррекции операционного усилителя, схема не всегда ремонтопригодна. Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы регулируемого преобразователя напряжения за счет схемного решения цифровой обработки информационного сигнала обратной связи в схеме управления и контроля. Поставленная задача решается тем, что в регулируемом преобразователе напряжения, содержащим блок запуска, входной защитный фильтр, схему преобразования, выходной защитный фильтр, схему управления и контроля и схему сигнализации, при этом первый вход схемы преобразования соединен с выходом входного защитного фильтра, второй вход - с первым выходом схемы управления и контроля, а первый, второй и третий выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входу выходного защитного фильтра и к первому, второму и третьему входу схемы управления и контроля, второй выход которого подключен к входу схемы сигнализации, выход которой соединен с первым входом блока запуска, выход которого подключен к четвертому входу схемы управления и контроля, а второй вход соединен с входом входного защитного фильтра и является входом регулируемого преобразователя напряжения, первым, вторым и третьим выходом которого являются первый, второй и третий выход выходного защитного фильтра, схема управления и контроля содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер, первый и второй выход которого соединен соответственно с первым и вторым выходами схемы управления и контроля, первый, второй, третий и четвертый входы которой подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам аналого-цифрового преобразователя. Как известно, надежность электронного устройства определяется достоверностью функционирования, безотказностью и степенью ремонтопригодности. Преобразование аналогового сигнала обратной связи в цифровой и дальнейшая его обработка на микроконтроллере позволяет: повысить достоверность функционирования по сравнению с прототипом за счет более полного информационного анализа сигнала обратной связи. Предложенное схемное решение позволяет анализировать отклонения напряжения не только по признаку "больше - меньше", но и делать выводы по величине отклонений, учитывать влияние нагрузки и т.д., и отрабатывать соответствующий управляющий сигнал. Следует учесть, что температурный дрейф нуля ограничивает точностные характеристики операционных усилителей прототипа, в то же время предложенное техническое решение автоматически, программно компенсирует погрешности, связанные с температурными колебаниями элементов схемы. - повысить безотказность работы по сравнению с прототипом за счет исполнения схемы управления и контроля на серийных надежных цифровых элементах, а не на собранных из множества отдельных компонентов, как это реализовано в прототипе. Кроме того, операционные усилители, взятые за основу построения схемы в прототипе сами по себе малонадежный и требующий прецизионной настройки прибор. Небольшие разбросы параметров элементов, входящих в состав схемы прототипа, ведут к нестабильной работе всего устройства. Предложенное решение не требует прецизионной настройки и обеспечивает надежную работу устройства в течение длительного промежутка времени. При этом, вероятность отказов, как минимум, снижена пропорционально снижению количества контактов в предложенном решении по сравнению с прототипом. - повысить степень ремонтопригодности по сравнению с прототипом, за счет снижения количества времени затрачиваемого на ремонт для устранения отказа. Это обеспечено за счет возможности твердотельного преобразователя и микроконтроллера. В прототипе из-за прецизионной настройки параметров операционного усилителя под параметры всего устройства с твердотельным исполнением возникают большие трудности. По этой же причине, при отказе какого-либо элемента схемы прототипа из-за трудности вмешательства в схему коррекции операционного усилителя, вся плата регулируемого преобразователя напряжения подлежит очень длительному ремонту либо не подлежит ремонту вообще. В предложенном техническом решении эта проблема решена. Массовые твердотельные микроконтроллеры очень просто, без подготовки параметров регулируемого элемента преобразователя напряжения подключаются в схему управления и контроля и обеспечивают его надежную работу. Таким образом, предложенное техническое решение регулируемого преобразователя напряжения обеспечивает повышение достоверности функционирования, безотказность работы и степень ремонтопригодности регулируемого преобразователя напряжения по сравнению со схемным решением прототипа. В результате расширенного поиска по патентной и научно-технической литературе по соответствующим рубрикам МКИ и УДК совокупность существенных признаков, полностью или частично совпадающая с заявляемой и позволяющая решать поставленную изобретательскую задачу не была обнаружена ни в одном известном техническом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию "новизна". Из известного уровня техники совокупность существенных признаков заявляемого технического решения с очевидностью не вытекает. Следовательно предлагаемое изобретение отвечает критерию "изобретательский уровень". Изобретение прошло апробацию в условиях АОЗТ "Инфоком Связь-Сервис" на телефонной сети г.Днепропетровска. Следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию "промышленная применимость". Это подтверждается примером конкретного выполнения. На чертеже (фиг.) представлена структурная схема регулируемого преобразователя напряжения. Регулируемый преобразователь напряжения содержит блок запуска 1, входной защитный фильтр 2, схему 3 преобразователя, выходной защитный фильтр 4, схему 5 управления и контроля, схему 6 сигнализации, аналого-цифровой преобразователь 7, микроконтроллер 8. Регулируемый преобразователь напряжения работает следующим образом. При включении преобразователя напряжения напряжение-60В поступает одновременно на вход блока 1 запуска и входного защитного фильтра 2. Блок 1 запуска отрабатывает сигнал пуска, который через аналого-цифровой преобразователь 7 поступает в микроконтроллер 8. Управляющий сигнал с выхода микроконтроллера 8 поступает на схему преобразования 3, осуществляя управление по стартовому алгоритму, обеспечивающему плавный выход на режим. По достижении выходными напряжениями с выходов схемы 3 преобразования номинальных значений микроконтроллер 8 обрабатывает сигнал, который поступает на вход схемы 6 сигнализации, с выхода которой поступает на вход блока 1 запуска и отключает его, далее преобразование осуществляется по каналу - входной защитный фильтр 2, схема 3 преобразования, выходной защитный фильтр 4. Микроконтроллер 8 работает по циклической программе, выдавая импульсы управления в схему 3 преобразования, ширина которых изменяется в соответствии с величиной рассогласования между замеренными значениями выходных напряжений и заданными. При этом сбои в работе регулируемого преобразователя напряжения, вызываемые кратковременным воздействием на некоторый элемент или элементы схемы внешних помех, кратковременным изменением параметров элементов в переходных режимах при запуске анализируются и воспринимаются микроконтроллером, как случайные. В этих случаях отрабатываются повторные сигналы на запуск блока 1 запуска. Многократно (4 раза) возникающие сбои воспринимаются как неисправность, что отразит схема б сигнализации. Предложенное техническое решение схемы регулируемого преобразователя напряжения обеспечивает надежность работы за счет повышения достоверности функционирования, длительности безотказной работы и степени ремонтопригодности по сравнению с прототипом.