Импульсный стабилизатор постоянного напряжения
Изобретение относится к вторичным источникам питания. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик импульсного стабилизатора постоянного напряжения.Для стабилизации.напряжения на выходе регулируют напряжение на конденсаторах 3 и 4 в соответствии с изменениями входного напряжения. Изменяя время подключенного состояния ключа 9 (10) управления, можно изменять величину разряда конденсатора 3(4). Заряд конденсаторов 3 и 4 происходит на интервале их подключения между входом и выходом стабилизатора. Если величина тока, которым заряжаются конденсаторы, недостаточна, то стабильность ухудшается. Цель достигается тем, что конденсаторы 3 и 4 дозаряжают на интервале их отключения от выхода. Цепь заряда конденсатора 3 (4): вход стабилизатора, обмотка 7 (8) трансформатора 6, ключ 17 (18), общий провод. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л 1C 4i Oi |05 М
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
„„SU„„246067 (504< 05 F 1/5
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Фиг. 1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 3748662/24-07 (22) 01.06.84. (46) 23.07.86. Бюл. Р 27 (71) Красноярский политехнический институт (72) 10.В.Краснобаев, Б.П.Соустин, В.И.Иванчура и А.В.Манаков (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) .Авторское свидетельство СССР
У 773593, кл. С 05 F I/56, 1977.
Авторское свидетельство СССР 11 1090225, кл. G 05 F .1/56, 1983. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик импульсного стабилизатора постоянного напряжения.Для стабилизации напряжения на выходе регулируют напряжение на конденсаторах 3 и 4 в соответствии с изменениями входного напряжения. Изменяя время подключенного состояния ключа 9 (10) управления, можно изменять величину разряда конденсатора 3(4) °
Заряд конденсаторов 3 и 4 происходит на интервале их подключения между входом и выходом стабилизатора. Если величина тока, которым заряжаются конденсаторы, недостаточна. то стабильность ухудшается. Цель достигается тем, что конденсаторы 3 и 4 дозаряжают на интервале их отключения от выхода. Цепь заряда конденсатора ф
О
3 (4): вход стабилизатора, обмотка
7 (8) траиощорматора 6, ключ 17 (18), общий провод. s.ï. ф-лм, 3 ил. Сю
1246067
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах электропитания с импульсным регулированием выходного квазинепрерывного напряжения.
Целью изобретения является улучшение динамических характеристик стабилизатора.
На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема стабилизатора; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 — структурная схема блока управления.
Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит два силовых ключа 1 и 2, соединенных попарно с конденсаторами 3 и 4, в две последовательные цепи, включенные параллельно между собой и последовательно между выходным и входным выводами стабилизатора, блок 5 регулирования напряжения на конденсаторах (БРНК), состоящий из трансформатора 6, первичные обмотки 7 и 8 которого через ключи 9 и 10 управления подключены к конденсаторам
3 и 4 соответственно, вторичная обмотка 11 средним выводом через дроссель 12, а крайними выводами через диоды 13 и 14, обратный диод 15,шунтирующий выход выпрямителя подключена между выходным выводом 16 стабилизатора и общей шиной.
Ключи 17 и 18 регулирования включены по отдельности между точками соединения первичных обмоток 7 и 8 с ключами 9 и 10 управления и общей шиной 19, соединяющей вход н выход стабилизатора. Блок 20 управления входом 21 подключен к выходному вы-:-. воду 16, выходами 22-27 управления к входам силовых ключей, ключей управления и регулирования соответственно.
Блок 20 управления содержит узел 28 сравнения, первым входом 29 подключенный ко входу 21 блока 20 управления, вторым входом 30 — к источнику 31 эталонного напряжения, а выходом — ко входам 32 и 33 соответственно основного широтно-импульсного модулятора 34 и дополнительного широтно-импульсного модулятора
35. Генератор 36 выходом подключен ко входу счетного триггера 37 и синхронизирующим входам 38 и 39 со-, ответственно широтно-импульсных мо10
ЗО
QA
Я
55 дуля торов 34 и 35, Прямой выход 40 счетного триггера 37 подсоединен к выхсду 22 управления блока и входам
41 н 42 соответственно второго.и четвертого логических элементов
И 43,44, а инверсный выход 45 счетнога триг ера 37 подсоединен к выходу 23 управления блока и входам
46 и 47 соответственно первого и третьего логических элементов И 48, 49, Выход широтно-импульсного модулятора 34 подключен ко входам 50 и
51 соответственно первого и второго логических элементов И 48 и 43,.а выхоц широтно-импульсного модулятора 35 - ко входам 52 и 53 соответственно третьего и четвертого логических элементов И 49,44.
Логические элементы И 48,43,49,44
Выходами подсоединены соответствен-. на к пративофазным выходам 24-27 основного и дополнительного широтноимпульсных мОДулятОрОВ блока 20 управления. Узел 28 сравнения выделяет сигнал рассогласования путем
cp IВнення ВыхОднОГО и эталОннОГО напряжения. Основной и дополнительный .широтно-импульсные модуляторы
34 и 35 формируют широтно-импульс|ще сигналы в функции сигнала рассогласования, причем пилообразное напряжение в основном широтно-импульсном модуляторе 34 синхронизировано импульсами генератора 36 и смещено
B положительную область, B. пилообразное напряжение в дополнительном широтна-импульсном модуляторе формируется инверсным по отношению к пилообразному напряжению основного широтно-импульсного модулятора 35.Счетный триггер 37 и схемы И 43,44,48,49 сбеспечивают распределение сигналов на выходы 22-27 блока 20 управления.
Импульсные сигналы 54-57 соответствуют управлению ключами 1,,17;, 18:
«соответственно, конденсаторам 3 и 4 соответствуют напряжения 58 и 59, а дросселю ll2 — ток 60 (фиг,2).
Стабилизатор работает следующим образсм.
Импугп:сные сигналы выходов 23 и 22 переключают в противофазе с постоянной частотой силовые ключи 1 и
2, подключая IIpH этОм поочередно конденсаторы 3 и 4 между входом и вьгходам. стабилизатора. Напряжение на выходе стабилизатора определяется как разность напряжений на входе ста"
1246067 билизатора и подключенного конденсатора 3 или 4.
Таким образом, для стабилизации напряжения на выходе необходимо регулировать напряжение на конденсаторах 3 и 4 в соответствии с изменениями входного напряжения. Разряд конденсаторов 3 и 4 происходит на. интервале их отключения от нагрузки. Ключ
9(10) управления замыкается на некоторое время, и через конденсатор
3(4) протекает ток по цепи: конденсатор 3(4), ключ 9(1 О) управления, первичная обмотка 7(8) трансформатора б, половина вторичной обмотки 11, один иэ диодов 13,14, дроссель 12 и нагрузка, подключенная к выходному выводу 16. Изменяя время подключенного состояния ключа 9(10) управления можно изменять величину разряд конденсатора 3(4). Заряц конденсаторов 3(4) происходит на интервале их подключения между входным и выходным выводами стабилизатора то- . коМ, протекающжч через них в нагрузку. Если величина тока, на которую заряжаются при этом конденсаторы 3 и 4, недостаточна для обеспечения стабильности выходного напряжения, то конденсаторы 3 и 4 заряжают на интервале их отключения от выхода.
Процесс дозаряда конденсаторов
3 и 4 показан на диаграммах 32 и 33 фиг.2.
В момент времени Т силовой ключ
1 открыт, через него и конденсатор
3 протекает ток ат входа на выход
16. Открыт также ключ 18 и конденсатор 4 заряжается током, протекающим по цепи: вход стабилизатора, ключ 18 регулирования, общий провод 19. Ток половины вторичной обмотки 11 протекает на выход 16 через дроссель 12 и один из диодов 13 и 14. В момент времени Т ключ регулирования закрывается, и заряд конденсатора 4 прекращается. На интервале времени Т вЂ” Т э напряжение конденсатора 4 неизменно, ток на выход 16 протекает через конденсатор 3 и силовой ключ 1, и ток дросселя протекает на выход 16 через диод 15, В момент времени Т заканз чивается половина периода работы схемы.
Дозаряд конденсатора 3 происходит на интервале времени Т вЂ” Т аназ логично конденсатору 4. Интервал вре мени Т. — Т составляет период рабог> ты устройства.
Таким образам, данный стабилизатор обеспечивает лучшую стабильность выходного напряжения в динамических режимах работы, поскольку имеется воз.- ажнасть заряжать конденсаторы, посредствам которых стабилизируется выходное напряжение, с помощью уст10 рсйства регулирования напряжения на конденсаторах. Кроме того, расширяются функциональные возможности импульсного преобразователя, поскольку в стабилиза-. îðå мож.ет быть получено аднополярпое квазинепрерывное выходное напряжение, изменяюшееся по произвольному закону, который определяется задающим воздействием, при этом обеспечивается более высокая скорость изменения выходного напряжения, чта также улучшает динамические характеристики стабилизатора.
Ф а р м у л а и з о б р е т е н и я
1. Импульсный стабилизатор постаянногс напряжения, содержащий две идентичные цепи из соединенных паследавательнага силового ключа и конденсатора„ подключенные параллель. на друг другу и включенные между входным и выходным выводами, блок
pEIулираВания напряжения выполнен ный в виде трансформатора, две перЗ вичные обмотки которо-о через ключи управления подсоединены к конденсаторам, вторичная обмотка через выпрямитель„ .шунтираванный обратным диодам, и драссель подсаединена меж40 ду общей шиной и выходным выводом, блок управления с основным широтноихпульсныл1 модуляторам, подключенный входам к выходному выводу, а двумя пративафазными выходами уп1-явления
45 и вы: адами широтно-импульсного модулятора — к управляющим входам силовых ключей и ключей управления соответственна, а т л и ч а ю шийся тем, чта, с целью улучшения динами50 ческих характеристик стабилизатора, в него введены два ключа регулирова-. ния, подключенные пс отдельности между точками соединения первичных обмоток трансформатора с ключами управ Б.ления и общей шиной, в блок управления введен дополнительный ширатнс IIQJII cHbIIf модулятор, прстивофазные выхсдь1 которого подключены пара з нь
1246067 т r, r, т, Состав тель А.Колоколкин
Редактор H,Åãoðoíà Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко
Заказ 3998/40 Тираж 83б Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная 4 к управляющим входам ключей регулирования, а общие точки силовых ключей и ключей управления присоединены к выходному и входному выводам соответственно, 2, Стабилизатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управления выполнен на генераторе, источ- 10 нике эталонного напряжения, узле
I сравнения, первый вход которого подключен к входу блока, а второй — к источнику эталонного напряжения,. основном и дополнительном широтно-им- 1Б пульсных модуляторах, управляющие входы которых подключены к выходу узла сравнения, а синхронизирующие входы — к выходу генератора., счетном триггере, вход которого подключен к 20 выходу генератора, первом, втором, третьем и четвертом логических элементах И, первые входы первого и второго логических элементов И подключены к -выходу основного широтно-импульсного модулятора, а первые входы третьего и четвертого логических элементов И вЂ” к выходу дополнительного широтно-импульсного модулятора, вторые входы первого и третьего логических элементов И подключены к инверсному выходу счетного триггера, а вторые входы второго и четвертого логических элементов И вЂ” к прямому выходу счетного триггера, прямой и инверсный выходы счетного триггера, выходы первого, второго, третьего и четвертого логических элементов И подключены соответственно к противофазным выходам управления, выходам основного и дополнительного широтноимпульсных модуляторов блока управления„
