Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержаний двухтактный регулируемый преобразователь с силовым трансформатором, через выходные выпрямитель и « льтр: связанный с выходными выводами, формирователь импульсов, выходами соединенный с упЬавляюефими входами преобразователя, а входамс через повторитель импульсов и непосредственно - с выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора,один из входов которого через формирователь пилообразного напряжения связан с выходом задающего генератора, даугой вход широтно-импульсного модулятора соединен с выходом усилителя обратной связи, входы которогоподключены к выходным выгодам и источнику опорного напряжения соответственно , отличающийся тем, что, с целью повышения удельных массо-габаритных показателей, в него введены дополнительный выпрямитель с RS -фильтром, подключенные к выходной обмотке силового трансформатора и соединенные с первым входом введенного сравнивающего злемента, второй вход которого под8 ключен к выходу источника опорного напряжения, выходы сравнивающего элемента и фЬ{Млирователя пилообразного напряжения подключены к сортветствуяхцим входам введенного ком , паратора, выход которого соединен с вторым входом триггера. О а 4 эо 0:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) М51)G05F156

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ н.автансн м сеидатвъств».(21) 3460592/24-07 (22) 01,07.82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) Г.Г.Саакян, Ж.A.Ìêðò÷ÿè и Л.Г.Карташян (53 ) 621 ° 316. 722. 1 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 479101 кл. G 05 F 1/64, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

1 851370, кл. G 05 F 1/56, 1979. (54}(57.) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий двухтактный регулируеьйй преобразователь с силовым трансформатором, через выходные выпрямитель и фильтр. связанный с выходными выводами, . форьжрователь импульсов, выходами соединенный с управляющими входами преобразователя, а входами через повторитель импульсов и непосредственно - с выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, один из входов которого через формирователь пилообразного напряжения связан с выходом задающего генератора, другой вход широтно-импульсного мо дулятора соединен с выходом усилителя обратной связи, входы которого подключены к выходным вы".одам и источнику опорного напряжения соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения удельных массо-габаритных показателей, в него введены дополнительный выпрямитель с AS -фильтром, подключенные к выходной обмотке силового трансформатора и соединенные с первым входом введенного сравнивающего элемента, второй вход которого под- щ а ключен к выходу источника опорного напряжения, выходы сравнивающего элемента и формирователя пилообразного напряжения подключены к соответствующим входам введенного ком,паратора, выход которого соединен ,с вторым входом триггера.

1067486

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано в устройствах электропитания для радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор, содержащий двухта ктиый регулируемый преобразователь с выходным трансформатором, усилитель обратной.свя° зи,.соединенный с выходом стабилизатора, широтно-импульсный мсдулятор, одним входом соединенный с выходом усилителя обратйой связи, а другим - с выходом генератора пилообразного напряжения, эадающий гене-ратор, формирователь сигналов, связанный с входами двухтактного преобразователя. Вход формирователя соединен с выходом широтно-импульсного .модулятора (13 .

Недостатком данного импульсного. стабилизатора является несимметричность импульсов управления двухтактным. преобразователем в каждом полупериоде, следствием чего является одностороннее насыщение сердечника. выходного трансформатора (иэ-за .25

° возникновения тока постоянного подмагничивания) и увеличение токов через транзисторы .преобразователя.

Наиболее. близким к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий двухтактный регулируемый преобразова тель с силовым трансформатором через выходные выпрямитель и фильтр связанный с выходными выводами, фор- 35 мирователь импульсов, выходами соединенный с управляющими входами преобразователя, а входами через повторитель импульсов и непосредственно — с выходом триггеРа, первый 40 вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, один из входов которого через формирователь пилообразного напряжения связан с выходом задающего генератора, другой вход широтно-иь пульсного мо. дулятора соединен с выходом усилителя обратной связи, входы которого подключены к выходным выводам и источнику опорного напряжения соответственно (21 . .50

Недостатком известного стабилиза. тора являются низкие массогабаритные показагели силового трансформатора, которые необходимо рассчитывать на . максимальное значение входного нап- 55 ряжения с целью устранения несимметричного режима работы сердечника силового трансформатора в переходных режимах.

Цель изобретения — повышение удель- 60 ных массогабаритных показателей ста. билиэатора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий двухтактный регулируемый преобразо.

:ватель с силовым трансформатором че. рез выходные выпрямитель и фильтр связанный с выходными выводами, формирователь импульсов, выходами сое диненный с управляющими входами преобразователя, а входами через повторитель импульсов и непосредственнос выходом триггера, первый вход которого соединен .с выходом широтноимйульсного модулятора, один из входов которого через формирователь пилообразного напряжения связан с выходом задающего генератора, другой вход широтно-импульсного модулятора соединен с выходом усилителя обратной связи, входы которого подключены к. выходным выводам и источнику.опорного напряжения соответственно, введены дополнительный выпрямитель с Я С-фильтром, подключенные к выходной обмотке силового трансформатора и соединенные с первым входом введенного сравнивающего элемента, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выходы сравнивающего элемента и формирователя пилообразного напряжения подключены к соответствующим входам введенного ком» паратора, выход которого соединен с вторым входом триггера.

На фиг, 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3диаграммная напряжений для статического и динамического режимов.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит двухтактный регулируеьый преобразователь 1 на транзисторах 2 и 3 и силовом трансформаторе 4 с выходным выпрямителем

5 и фильтром б,управляющие входы преобразователя 1 соединены с выходами формирователя импульсов 7, входы которого череа повторитель импульсов 8 и непосредственно подключены к выходу триггера 9, один из входов которого через широтно-импульсный модулятор 10 и усилитель обратной связи 11 связан с выходом фильтра б и выходом стабилизатора, к выходной обмотке силового трансформатора 4,подключен дополнительный выпрямитель 12 с Й С-фильтром

13, выход которого соединен с одним из входов сравнивающего элемента, другой вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения 14, к которому подключен н второй вход усилителя обратной связи

11, выход сравнивающего элемента 15 через компаратор 16 соединен с входом триггера 9, задающий генератор

17 через формирователь пилообразного напряжения 18 связан с входом компаратора 16 и входом широтно-им-. пульсного модулятора 10.

1067486

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение преобразователя 1 поступает через выпрямитель

5 и фильтр 6 на выход стабилизатора.

В усилителе. 11 обратной связи происходит сравнение выходного напряжения стабилизатора с напряжением эталонного источника. Выходные напряжейия усилителя 11 обратной связи (011) и генератора 18 (напряжение которого вырабатывается только в первые полупериоды задающего генератора 17) Ц сравниваются в модуляторе 10,.на выходе которого вырабатывается импульс И1о при Ц8 > И11

Сигнал " с выхода модулятора поступает на вход триггера 9. Выходной сигнал Ug триггера 9 поступает на ,вход повторителя 8 и на один из вхо-. дов формирователя импульсов 7. На 20 выходе повторителя импульсов 8 вырабатывается импульс У, длительность которого равна длительности .сигнала Ug.

Напряжение с вторичной обмотки 25 трансформатора 4 .поступает на -выпрямитель 12, а затем íà RC-фильтр

13. В результате сравнения выходного напряжения фильтра 12 и эталонного напряжения на выходе сравниваннцего Зр элемента 15 вырабатывается напряжение Ц . В компараторе 16 происходит сравнение напряжения 01 с выходным напряжением И18 пилообразного генератора 18, в результате на выходе компаратора 16 вырабатывается импульс Цб, который поступает не вход триггера 9.

В статическом режиме работы стабилизатора (фиг. 2) при минимальном 4О напряжении питающей сети напряжение на выходе элемента сравнения 15 равно U1g-1, а иа выходе усилителя

11 обратной связи 0п 1.,При этом на выходе широтно-импульсного модуля. тора 10 .в интервале = «Т выра2 батывается импульс U1o. В интервале

° у на выходе компаратора 16 вырабатывается импульс 01б. В интервале 0 - 1 на входе триггера 9 сигна-

2 лы, поступающие от модулятора 10 и . компаратора 16 отсутствуют и на его выходе формируется скгнап Оу . С момента з на вход триггера 9 посту-55 пает сигнал с выхода модулятора 9, при этом на выходе триггера 8 сигна,лы отсутствуют. Поскольку сигнал с выхода компаратора 16 поступает nosже (в момент t > t.2) чем сигнал, 60 поступающий с выхода модулятора 10,. то выходной сигнал триггера определяется с момента 0 до момента поступления выходного сигнала модулятора

10 (момент f2) . При максимальном нап"65 ряжении питающей сети напряжение на выходе элемента сравнения 15 равно

Ц 2, а на выходе усилителя 11 об-. ратйой связи - 011 2 . При этом на выходе модулятора 10 в интервале вырабатывается. импульс И1о

Т

1 2

В интервале 1 — — на выходе компаT

2 ратора 16 вырабатывается импульс

И . Аналогично с момента t, на вход

1б триггера 9 поступает сигнал с выхода модулятора 10 раньше, чем сигнал с выхода компаратора 16, и выходной сигнал триггера 9 определяется с момента 0 - t

На трансформаторе 4 формируются напряжения переменного тока прямо-, угольной . формы, причем вопьтсекундная площадь напряжения на первичной обмотке трансформатора 4 прн минимальном и максимальном напряжениях питающей. сети получается одинаковой, т.е.

Ц -2 напряжения DpH мн нимальном и максимальном значениях питакяцей сети соответственно.

В динамическом режиме (фиг. 3) при минймальном напряжении питающей сети напряжение на выходе элемента сравнения 15 равно U1 1 а на выходе усилителя обратной .связиИ11 . При этом на выкоде модулятора

10 сигнал отсутствует, а в ннтерваТ. ле 2 — на выходе компаратора

16 вырабатывается импульс Цб . В интервале 0 - t2 на выходе триггера

9 вырабатывается импульс Ug . При максимальном напряжении питающей сети сигнал на выходе модулятора 10 отсутствует, а на выходе компаратора

16 вырабатывается импульс в интерТ вале с-1 — —. При этом на выходе

2 триггера 9 вырабатывается импульс в интервале 0 — 1 . Вольтсекундная площадь напряжения на первичной обмотке трансформатора 4 при минимальном и максимальном напряжениях питающей сети в. динамическом режиме работы стабилизатора получается одинаковой и равна 2= И.-г °

Таким образом, вольтсекундная площадь напряжения на первичной обмотке трансформатора независимо от изменения напряжения питающей сети как в статическом, так и в дин»ьа1ческом режимах остается постоянной. Это означает, что в динамическом режиме не имеет место превышение вольтсекундного напряжения на первичной обмотке трансформатора при

IJë. > U „„„,а это позволяет произ1067486 вести расчет трансформатора, исходя зультате уменьшаются габариты трансиз ьенимальиого значения напряг- форматара v> стабилизированного исния сети, т.е. У„„„ /„, „, В ре- точника питания в целом.

1067486

ЬМ) Составитель В.Мосин

Техред Т.Маточка КОрректор B.Áóòÿãà

Редактор В.Ковтун

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

Закаэ 11209/51 Тирам 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и,1цткрытий

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