Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования напряжения и стабилизации. Цель изобретения - получение возможности повышения выходного напряжения относительно входного и повышения стаоильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Устр-во содержит последовательно соединенные управляемый ключ 1 и дроссель 2 фильтра. Интегратор 8 подсоединен своими входами к источнику опорного напряжения 9, через дополнительную обмотку дросселя 2 - к выводу для подключения нагрузки. Выход интегратора соединен с входом модулятора 10. Интегратор 8 осуществляет непрерывное интегрирование напряжения обратной связи, из-за чего стабилизатор не имеет статической ошибки регулирования , т. е. является астатическим, при этом производится параметрическая стабилизация напряжения, так как происходит интегрирование разности напряжений дополнительной обмотки и опорного напряжения . 1 3. п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1285449 (59 4 05 F 1 613

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3923044/24-07 (22) 08.07.85 (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (72) А. Б. Смирнов (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 811444, кл. Н 02 М 3/335, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 935929, кл. G 05 F 3/08, 1983. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования напряжения и стабилизации. Цель изобретения — получение возможности повышения выходного напряжения относительно входного и повышения стаоильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Устр-во содержит последовательно соединенные управляемый ключ 1 и дроссель 2 фильтра. Интегратор 8 подсоединен своими входами к источнику опорного напряжения 9, через дополнительную обмотку дросселя 2 — к выводу для подключения нагрузки. Выход интегратора соединен с входом модулятора 10. Интегратор 8 осуществляет непрерывное интегрирование напряжения обратной связи, из-за чего стабилизатор не имеет статической ошибки регулирования, т. е. является астатическим, при этом производится параметрическая стабилизация напряжения, так как происходит интегрирование разности напряжений дополнительной обмотки и опорного напряжения. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1285449

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования и стабилизации постоянного напряжения.

Цель изобретения -- получение возможности повышения уровня выходного напряжения относительно входного и повышение стабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя при выходном напряжении больше входного; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого преобразователя.

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения содержит последовательно соединенные управляемый ключ транзистор 1 и дроссель 2 LCD-фильтра, в который входят также диод 3 и конденсатор 4, соединенный с выводами 5 и 6 для подключения нагрузки 7. Интегратор 8 подключен одним входом к источнику 9 опорного напряжения, а выход интегратора соединен с входом модулятора 10, например широтноимпульсного. Выход модулятора соединен с управляющим входом ключа 1. Второй вход интегратора 8 через дополнительную обмотку 11 дросселя 2 соединен с одним выводом 6 для подключения нагрузки 7, а второй вывод источника 9 опорного напряжения подключен к другому выводу 5 для подключения нагрузки. Причем в контуре, образованном дополнительной обмоткой 11 дросселя 2, входом интегратора 8, источником 9 опорного напряжения, диодом 3, основной обмоткой 12 дросселя 2 и источником входного напряжения, основная 12 и дополнительная 11 обмотки дросселя 2 включены встречно, а полярность второго вывода источника 9 опорного напряжения соответствует полярности соединенного с ним вывода 5 для подключения нагрузки 7.

Модулятор 10 стабилизатора может быть выполнен в виде генератора 13 пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним из входов компаратора 14, выход и другой вход которого образуют соответственно выход и управляющий вход модулятора 10.

Преобразователь работает следующим образом.

При открытом транзисторе 1 в дросселе 2 запасается энергия от первичного источника Е. При этом напряжение на входе интегратора UBx, = И вЂ” И-+пЕ, где и — коэффициент трансформации дросселя 2. Напряжение на выходе интегратора U ° (фиг. 2) возрастает. По окончании импульса пилообразной формы с выхода генератора 13

U ° напряжение на выходе компаратора 14 уменьшается, что вызывает запирание транзистора 1. Энергия, накопленная в дросселе 2, передается в конденсатор 4 и нагрузку.

При этом напряжение на входе интегратора

UiIxx = пŠ— U)ii — (n — 1) Ux) а !!а!!ряжение на выходе интегратора уменьшается.

При равенстве напряжении Цинт = U пн возрастание напряжения на выходе компаратора 14 вызывает отпирание транзистора 1.

Далее процесс повторяется.

Скорость изменения напряжения на выходе интегратора в течение времени накопления энергии to равна

1О

d!,) инт Uxxi U ), (1)

dt to где т — постоянная времени интегрирования;

Ug — амплитуда треугольного напряжения на выходе интегратора.

Соответственно, скорость изменения напряжения на выходе интегратора в процессе отдачи энергии равна

20 где Т вЂ” длительность периода следования импульсов пилообразной формы.

Учитывая, что для преобразователя поТаким образом, выходное напряжение преобразователя тождественно равно опорному и не зависит от входного напряжения, температуры окружающей среды, тока нагрузки и коэффициента трансформации дросселя 2.

Стабилизация выходного напряжения в устройстве осуществляется следующим образом. При изменении выходного напряжения, например при его уменьшении, уменьшается скорость изменения напряжения на выходе интегратора в течение времени накопления энергии 4. Это приводит к тому, 4р что момент равенства пилообразного напряжения и треугольного напряжения с выхода интегратора в следующем периоде происходит раньше, т. е. длительность накопления энергии Я возрастает и, следовательно, возрастет выходное напряжение. Такое проте45 кание процессов в стабилизаторе обеспечивается встречным включением обмотки 11 и 12 дросселя 2.

Вследствие того, что интегратор 8 осуществляет непрерывное интегрирование напряжения обратной связи, стабилизатор не имеет статической ошибки регулирования, т. е. является астатическим. Поскольку интегрирование производится непосредственно выходного напряжения, а разности напряжений — с дополнительной обмотки и опорного напряжения, стабилизация в предлагаемом стабилизаторе является также параметрической. вышающего типа -- = —" и поделив (1) (О U.— Е

25 т U„ на (2), получаем значение выходного напряжения преобразователя (!„ = Ст ..

128544с1

Формула изобретения пил т иг 2

Составитель В. Моин

Редактор Н. Рогупич Текред И. Верее Корректор 0.,1угован

Заказ 7497)50 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депаги изобрстепии и открыпrA

1 13035, Москва, ٠— 35, Рауьвскаи наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, i.п-. Проектнаи. 4

1. Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные управляемый ключ и дроссель LCD-фильтра, конденсатор которого соединен с выходными выводами для подключения нагрузки, интегратор, первый вход которого подключен к первому выводу источника опорного напряжения, а выход соединен с входом модулятора импульсов, выходом подключенного к управляемому входу управляемого ключа, отличающийся тем, что, с целью получения возможности повышения уровня выходного напряжения относительно входного и повышения стабильности выходного напряжения при изменениях тока нагрузки, в дроссель

LCD-фильтра введена дополнительная обмотка, через которую второй вход интегратора соединен с одним выходным выводом, а второй вывод источника опорного напряжения подключен к другому выходному выводу, причем в контуре, образованном дополнительной обмоткой, входом интегратора, источником опорного напряжения, диодом и основной обмоткой дросселя LCD-фильтра, основная и дополнительная обмотки вклюцены встречно, а полярность второго вывода источника опорного напряжения соответст10 вует полярности соединенного с ним вывода для подключения нагрузки.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что модулятор импульсов выполнен в виде генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним из входов компаратора напряжения, выход и другой вход которого образуют соответственно выход и управляющий вход модулятора импульсов.