Способ импульсной стабилизации постоянного напряжения и устройство для его реализации (его варианты)

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i i) 1001047 (6!) glîïîëéìòåëüíîå к авт. санд-ву(22) Зая влено 04. 09. 81 (21) 3334849/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень № 8 (5I)M. Кд.

G 05 F 1/56

Гвсудлрствеввыв квивтвт

СССР.вв леввн 4344ретенкм н втхрытий (53) УДК 623. 316. ..722 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.83 j (72) Автор изобретения

Г. И. Шишки н (7l j Заявитель (54) СПОСОБ ИИПУЛ6СНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ЕГО ВАРИАНТЦ) 20

Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Известен способ импульсной стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения путем выявления выходного напряжения источника, сравнения его с заданным значением и получения сигнала рассогласования, формирования сигнала управления по принципу широтно-импульсной модуляции и воздействия указанным сигналом на регулирующий элемент источника питания, при этом дополнительно ограничивают амплитуду импульсов на выходе регулирующего элемента, выделяют постоянную составляющую и суммируют ее с сигналом рассогласования, после чего формируют указанный сигнал управления (1?..

Недостаток известного способа заключается в низком КПД и сложности операций.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ импульсной стабилизации постоянного напряжения, заключающийся в том, что с помощью ключевого элемента преобразуют входное постоянное напряжение в последовательность однополярных импульсов прямоугольной формы и регулируют длительность этих импульсов с помощью цепи обратной связи 2 3.

Недостаток известного способа заключается в низком КПД.

Цель изобретения - повышение КПД

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу импульсной стабилизации постоянного напряжения, при котором с помощью ключевого элемента преобразуют входное постоянное напряжение в последовательность однополярных импульсов прямоугольной формы и регулируют длительность. этих импульсов с помощью

3 10010 цепи обратной связи, указанную цепь обратной связи отключают на время паузы между указанными однополярными импульсами °

Способ стабилизации напряжения постоянного тока заключается в следующем.

Входное напряжение постоянного тока преобразуют в последовательность однополярных импульсов прямоуголь- 16 ной формы,.которые преобразуют затем в выходное напряжение постоянного тока. Во время действия однополярных импульсов прямоугольной формы формируют опорное напряжение, изме- и ряют выходное напряжение постоянного тока, сравнивают его с опорным, формируют. сигнал рассогласования и модулируют длительность однополярных импульсов прямоугольной формы. Фор- у11 мирование опорного напряжения и измерение выходного напряжения постоянного тока прерывают на время отсутст" вия однополярных импульсов прямоуголь ной формы. гз

Новая совокупность признаков позволяет снизить потери энергии на- фор" мирование опорного напряжения и измерение выходного напряжения постояного тока путем проведения этих one. Зв раций только во время действия однополярных импульсов прямоугольной формы, и таким образом, повысить КПД, Известно устройство для импульсной стабилизации постоянного напряжения, содержащее последовательно соединенные ключ и силовой фильтр, выход которого соединен с одним из входов первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом опорного элемента, а выход - с Одним из входов второго сумматора, выход ко-. торого подключен к управляющему входу ключа через широтно-импульсный модулятор, ограничитель импульсов, вход которого подключен к точке соединения ключа и силового фильтра, а выход через маломощный фильтр " к вто- . рому входу второго сумматора (! ).

Недостаток известного устройства заключается в сложности и низком

КПД.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсный.стабилизатор постоянного на- зз

% пряжения, содержащий соединенные последовательно ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента f2).

Недостатком известного устройства является низкий КПД, связанный с большими потерями энергии при непрерывном формировании опорного напряжения, непрерывном выявлении выходного напряжения постоянного тока.

Цель изобретения - повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в первом варианте устройства для импульсной стабилизации постоянного напряжения, содержащем, соединенные последовательно ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента. Цепь обратной связи соединена входом с выходом указанного сглаживающего фильтра через введенный коммутирующий элемент управляющий вход которого подключен к точке соединения ключевого регулирующего элемента и сглаживающего фильтра.

Во втором варианте устройства указанная цепь обратной связи соединена входом с выходом указанного сглаживающего фильтра через введенный коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом введенного датчика тока, который включен между указанным дросселем и конденсатором сглаживающего фильтра °

На фиг. 1 изображена схема первоro варианта устройства для импульсной стабилизации постоянного напряжения; на фиг.2 - схема второго варианта.

Первый вариант устройства для импульсной стабилизации постоянного напряжения содержит соединенные последовательно ключевой регулирующий элемент 1, сглаживающий фильтр 2 из дросселя и конденсатора, цепь.3 обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра 2, а выходом - с первым входом блока .4 управления, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора

S 10010

5, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, укаэанная цепь обратной связи выполнена на опорном 6, измерительном 7 и сравнивающем 8 элементах через вве- 3 денный коммутирующий элемент 9, управляющий .вход которого подключен к точке соединения ключевого регулирующего элемента и сглаживающего фильтра 2.

t0

Во втором варианте устройства введен датчик 10 тока; включенный последовательнс с дросселем 11 сглаживающего фильтра 2 со стороны конденсатора 12, причем один из выходов датчика 10 тока соединен с управляющим входом коммутирующего элемента 9, включенного между вторым выводом датчика 10 тока и объединенными входами опорного 6 и измерительного

7.элементов.

Первый, вариант устройства работает следующим образом.

При поступлении импульса задающего генератора 5 срабатывает схема

4 управления и выдает сигнал на управляющий вход регулирующего элемента 1, который замыкается и подает входное напряжение постоянного тока не сглаживающий фильтр 2. В элементах 30 сглаживающего фильтра 2 начинает накапливаться энергия, что вызывает повышение напряжения постоянного тока íà его выходе.

При замыкании регулирующего weмента 1 входное постоянное напряжение постоянного тока подаетея также на управляющий юсод коммутирующего элемента 9, вызывая его замьгкание. При этом, напряжение постоян- 40 ного тока с выхода сглаживающего

Фильтра 2 поступает на входы опор- . ного 6 и. измерительного 7 элементов. формула изобретения

1. Способ импульсной стабилизации постоянного напряжения, заключающийся в том, что с помощью ключевого элемента преобразуют входное постоянное напряжение в последовательность однополярных импульсов прямоугольной

Измерительный элемент 7 следит за повышением напряжения на выходе ,сглаживающего фильтра 2 и подает часть этого напряжения на один из входов сравнивающего элемента 8, на второй вход которого поступает опор50 ное напряжение,с выхода элемента 6.

Когда напряжение на выходе сглаживающего фильтра 2 достигает заданного значения срабатывает сравнивающий элемент 8 и выдает сигнал рассогласования на вход схемы 4 управления, которая возвращается в исходное.состояние и вызывает размыкание регулирующего 1 и коммутирующего 8 эле47 4 ментов. Опорный 6 и измерительный

7 элементы отключаются от .выхода сгла живающего фильтра 2 и не потребляют энергию во время отсутствия напряжения на его входе.

При поступлении следующего импульса задающего генератора 5 процессы повторяются. При этом выходное напряжение сглаживающего фильтра 2 поддерживается на заданном уровне. В зависимости от величины нагрузки и входного напряжения изменяется время выдачи сигнала рассогласования, а следовательно и время замкнутого состояния регулирующего лемента 1.

Второй вариант устройства работает аналогичным образом. При этом, коммутирующий элемент 9 находится в замкнутом состоянии пока через дроссель 11 фильтра 2 протекает ток, соз» дающий падение напряжения на датчике 9 тока. Коммутирующий элемент 9 замыкается при замыкании регулирующего элемента I и размыкается после того, как энергия, запасенная в дросселе 11 фильтра 2, будет передана в его конденсатор 12.

Таким образом, сигнал рассогласования формируется в момент нарастания выходного напряжения до заданной величины. Поскольку выходное напряжение нарастает при замкнутом состоянии регулирующего элемента, то целесообразно для уменьшения потерь отключать опорный и измерительный элементы от выхода сглаживающего фильтра во время разомкнутого состо. яния регулирующего элемента, что позволяет достижение повышения КПД.

Выигрыш по КПД пропорционален скважности импульсов на выходе регулирующего элемента и особенно заметен при малых токах нагрузки.

Использование предлагаемого способа стабилизации напряжения постоян ного тока и устройств для его осуществления позволяет увеличить КПД вторичных источников питания.

10010 формы и регулируют длительность этих импульсов с помощью цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД,указанную цепь обратной связи отключают на время паузы между указанными однополярными импульсами.

2. Устройство для импульсной стабилизации постоянного напряжения, содержащее соединенные последователь- 1в но ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока управления, второй вход которрго подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, о т л и ч а ю» щ .е е с я тем, что, с целью повы- М шения КПД указанная цепь обратной связи соединена входом с выходом указанного сглаживающего фильтра. через введенный коммутирующий элемент, управляющий вход которого подключен к точке соединения ключевого регулирующего элемента и сглаживающего фильтра.

3. Устройство для импульсной стабилизации постоянного напряжений, ЗФ

47

1 содержащее соединенные последовательно ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр из дросселя и конденсатора, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, о т л и ч а ю щ е е" с я тем, что, с целью повышения

КПД указанная цепь обратной связи

I соединена входом с выходом указанного сглаживающего фильтра через введенный коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом введенного датчика тока, который .включен между указанными дросселем и конденсатором сглзживающего фильтра, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 660033, кл. 6 05F 1/56, 1976.

2. Вересов Г, П. Смуряков 6. Л.

Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры, И., "Энергия", 1978 с. 17, рис, 1-3а.

1001047 фиг. 2

Составитель В. Цишевский

Редактор Н . Гришанова Техред Т.Наточка Корректор M,Øàðoøè

Заказ 1393/53 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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