Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержавши ключевой регулирующий элемент, соединенный входными выводами с входными выводами импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а выходными выводами чере ЬСД-фильТрс выходными выводами импульсного стабилизатора постоянного напряжения, один из которых подключен к общей шине, генератор прямоугольных импульсов , соединенный выходсм с первым входом широтно-импульсного модулятора , выходом подключенного к управляющему входу ключевого регулирующего элемента,и усилитель, соединенный входом через делитель с выходны .ми выводамиимпульсного стабилизатора , а клходом - со вторым входом широтно-импульсного модулятора, состоящего из конденсатора, регулятора зарядного тока и форми; вателя импульсов, подключенного выходом к выходу широтно-импульсного модулятора, отли ч ающи И с я тем,что,с целью упрощения и повышения КПД, указанный конденсатор первой обкладкой подключен к первому входу широтт но-импульсного модулятора, а второйко входу указанного формирователя импульсов и стоку введенного МДП-транзистора-регулятора зарядного тока, который соединен истоком с указанной общей шиной, а затвором - со вторым входом широтно-импульсного модулятора, при этом формирователь импульсов выполнен в виде последовательно соединенных логических элементов . 2. Стабилизатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что усилитель выполнен в виде последовательно со3 единенных логических элементов И-НБ зашунтированкых резисторами. 4 эо 4;

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

МЛ

РЕСПУБЛИК

У1511 (3 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21)3341143/24-07 (22) 4.09.81 (46)15.01.84. Бюл. В 2 (72)Г.И. Костычев и Л.A. Серкин (53)621.316.722.1(088.8) (56)1. Полянин К.П. Полупроводниковые интегральные микросхемы электропитания аппаратуры. ЭТВА. Под ред. 10.È. Конева. М., Советское Радио, 1978, вып. 10, с. 51, рис. 11.

2. Курашов В.И. Стабилизированный преобразователь напряжения в микроэлектронном исполнении. ЭТВА. Под ред.,Ю.И. Конева. М., "Советское радио", 1978, вып. 10, с. 98, рис.2 ° (54) (57) 1. ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой регулирукнций элемент, соединенный входными выводами с входными выводами импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а выходными выводами через, ЬСД-фильтрс выходными выводами импульсного стабилизатора постоянного напряжения, один иэ которых подключен к общей шине, генератор прямоугольных импульсов, соединенный выходом с первым входом широтно-импульсного модулятора, выходом подключенного к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, и усилитель, соединенный входом через делитель с выходны.ж выводами импульсного стабилизатора, а выходом — со вторым входом широтно-импульсного модулятора, состоящего иэ конденсатора, регулятора зарядного тока и формирователя импульсов, подключенного выходом к -выходу широтно-импульсного модулятора, о т л и ч а ю щ и и с sr тем,что,с целью упрощения и повыаения КПД, указанный конденсатор первой обкладкой подключен к первому входу широт-. но-импульсного модулятора, а второйко входу указанного формирователя им-< пульсов и стоку введенного МДП-тран- 9 эистора-регулятора зарядного тока, который соединен истоком с укаэанной общей шиной, а затвором - со вторым входом широтно-импульсного модулятора, при этом формирователь импульсов выполнен в виде последова- тельно соединенных логических элементов.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что усилитель . выполнен в виде последовательно соединенных логических элементов И-НЕ эашунтированных резисторами.

1067484

Из Обретение ОтнОсится к пре образ о

Нательной технике и может быть использовано для создания вторичных источников электропитания на основе интегральной технологии.

Известен импудфснЫй стабилизатор 5 постоянного напряжения, содержащий

ЬСД-фильтр, регулирующиа элемент,,предварительный усилитель, широтноимпульсный модулятор (ШИМ)1 генератор прямоугольных импульсов .ГПИ, 10 усилитель обратной связи и дополнительный стабилизатор для питания цейей управления И3 .

Недостатком изнестного импульсного стабилизатора является сложность его системы управления и низкий

КПД, вызванный большим потреблением схемы управления.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий ключевой регулирующий элемент, сое.диненный входными выводами с входными, вывОдами импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а .выходными выводами через ЬСД-фильтр с выходными выводами импульсного стабилизатора посгоянного напряжения, один из которых подклкчен к общей шине, генератор прямоугольных импульсов, соединенный выходом с первым входом широтно-импульсного модулятора, выходом подключен- . ного к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, и усилитель, соединенный входом через делитель с выходными выводами импульсного стабилизатора, а выходом — со вторым входом широтно-импульсного модулятора, состоящего из конденсатора, регулятора зарядного тока и формирователя 40 импульсов, подключенного выходом к выходу широтно-импульсного модуляторэ. (2) .

Недостатками известного импульсного45 стабилизатора напряжения являются сложность его системы управления, связанная с.разнородностью используемой элементной базы (цифровые и аналоговые элементы), а также боль-. 50 шое потребление системы управления, что при ограниченной мощности всего устройства приводит к существенному снижению КПД.

Цель изобретения - упрощение импульсного стабилизатора постоянного напряжения и увеличение его КПД ïóтем уменьшения потребления его системы управления.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе по- 60 стоянного напряжения, содержащем ключевой регулирующий элемен, соединенный входными вынодами с входными выводами импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а вы ходными выводами через ЬСД-фильтра выходными выводами импульсного стабилизатора постоянного напряжения, один иэ которых подключен к общей шине, генератор прямоугольным импульсов, соединенный выходом с первым входом широтно-импульсного модулятора, выходом подключенного к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, И усилитель, соединен ° ный входом через делитель с выходными выводами импульсного стабилизатора, а выходом -" со вторым входом широтно-импульсного модулятора, состоящего иэ конденсатора, регулятора э арядного тока и формирователя импуль сов, поцключенного выходом к выходу широтно-импульсного модулятора, укаэанный конденсатор первой обкладкой подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора, а вто1-. рой — ко входу указанного формирователя импульсов и стоку введенного

МДП-транзистора регулятора зарядного тока, который соединен истоком с указанной общей шиной,. а затвором — co вторым входом. широтно- импульсного модулятора, при этом формирователь Импульсов, выполнен в виде последовательно соединенных логических элементов.

Усилитель выполнен в виде последовательно соединенных логических элементов И-НЕ, зашунтированных резисторами.

На чертеже представлена схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит ключевой регулирующий элемент 1, соединенный входными выводами с входными выводами 2 импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а ныходными выводами через ЬСД-фильтр

3 с выходными выводами 4 импульсного стабилизатора постоянного напряжения, один .из которых подклкчен к общей шине 5 генератора пря- моугольных импульсов 6, соединенный выходом с первым входом широтно-импульсного модулятора 7, выходом под ключенного к управляющему входу ключевого регулирующего элемента 1, и усилитель 8, соединенный входом через делитель 9 с выходными вынодами 4 импульсного стабилизатора, а . выходом — со вторым нходом широтноимпульсного модулятора 7, состоящего из конденсатора 10, МДП-транзистора 11, выполняющего роль регулятора зарядного тока, и формирователя 12 импульсов, выполненного на соединенных последовательно двух логических элементах И-HE 13 и 14 °

Сток МДП-транзистора 11 подключен к точке соединения конденсатора 10 и формирователя 12, исток - к oei1067484

BHHHtlH Заказ 11209/51 Тираж 847 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 шей шине 5, а затвор - ко второму входу ШИМа, усилитель 8 выполнен на логических элементах 15 и 16 типа И-НЕ, завфнтированных резисторами 17 и 18. Генератор прямоугольных импульсов 6 выполнен также на логических элементах. 19-21 типа И-НЕ с элементами обратной связи 22 и 23.

Импульсы напряжения с выхода генератора прямоугольных импульсов 6 дифференцируются целью, состоящей иэ конденсатора 10 и МДП-транзистора

11. Изменение тока сток-исток тран.зистора 11 приводит к изменению постоянной времени импульса пилооб- 15 разного напряжения на .входе формирователя 12, на выходе которого форми руется прямоугольный импульс,:длительность которого изменяетоя в соот ветствии с изменением постаянной вре-2п мени заряда конденсатора 10. Выход- . ное напряжение на выводе 1 через делитель 9 и.усилитель 8 -сравнивается с опорным напряжением, в качестве которого используется напряжение. 25 затвор-исток МДП-транзистора. При увеличении напряжений на выводе 4 возрастает напряжение на выходе усилителя 8 и соответственно ток стока МДП-транзистора 11, уменьшается постоянная времени заряда конденсатора 10, уменьшается длительность. импульса на. выходе формирователя

12 и регулируюшего элемента 1, что ведет к стабилизации выходнога напряжения.

Достоинством предлагаемого ста,билизатора .является однородная струк. тура схемы управления, что в конеч ном итоге определяет ее простоту построения и. невысокие требования к источнику питания схемы управ ения. Возможность построения все схемы управления стабилизатором на одинаковых логических элементах и

МДП-транзисторе позволяет уменьшить потери на управление, что в свою очередь при создании стабилизатора с применением гибридной и интегральной технологии позволяет повысить его КПД и уменьшить габариты.

Технико-.экономический эффект приме .нения изобретения проявляется в увЕличении КПД импульсного стабилизатора постоянного напряжения, а также

s уменьшении стоимости его серийного производства вследствие сборки его системы управления иэ одинаковых логических элементов.