Способ стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении стабилизаторов напряжения с высоким быстродействием . Целью изобретения является повышение помехозащищенности. Стабилизацию выходного напряжения понижающего типа осуществляют путем изменения длительности импульсов управления в функции инверсных приращений тока дросселя LCD-фильтра и выходного напряжения относительно опорных сигналов. Причем опорный сигнал тока дросселя формируют равным току нагрузки . Вычисляют непрерьгеный и дискретный на интервале между моментами включения регулирующего элемента интегралы сигнала рассогласования по току. Управляющее напряжение формируют путем суммирования указанных интеграл ов и последующего умножения на коэффициент К om к. Г1 L и d-Kj ЕТ где и dU. Т -:- - - скорость изменения dt пилообразного опорного напряжения ШИМ, L -.индуктивность дросселя LCD - фильтра, К ,- статический коэффициент заполнения, Е - входное напряжение , Т - период преобразования; t - время. 1 ил, (Л со Од о О5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11l

С%4 G05 F 1 56

1

1

I ф р " r

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3993645/24-07 (22) 20. 12, 85 (46) 23.02.88. Бюл. У 7 . (71) Красноярский политехнический институт (72) Ю.В.Краснобаев, Б.П,Соустин, В.И.Иванчура и А.В.Ианаков (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 928328, кл. С 05 Р 1/56, 1980.

Злектронная техника в автоматике.

Радио и связь 1985, вып. 16, с. 15, рис.5. (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО СТАБИЛИЗАТОРА

< (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении стабили- . заторов напряжения с высоким быстродействием. Целью изобретения является повышение помехозащищенности. Стабилизацию выходного напряжения пони" жающего типа осуществляют путем измекения длительности импульсов управления в функции инверсных приращений тока дросселя LCD-фильтра и выходного напряжения относительно опорных сигналов. Причем опорный сигнал тока дросселя формируют равным току нагрузки. Вычисляют непрерывный и дискретный на интервале между моментами включения регулирующего элемента интегралы сигнала рассогласования по току. Управляющее напряжение формируют путем суммирования указанных интегралов и последующего .умножения на коэффициент К

U,,1

Р иК (1-К)) ЕТ и — @

dU

U = Т - — скорость изменения

dt пилообразного опорного напряжения

С:

ШИМ; L †-.. индуктивность дросселя

LCD — фильтра, К 5- статический коэффициент заполнения; Š— входное напряжение", Т вЂ” период преобразования, — время. 1 ил.

1376069

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при построении импульсных стабилизаторов напряжения (ИСН) для автономных систем электропитания.

Цель изобретения — повьппение помехозащищенности импульсного стабилизатора напряжения.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Предлагаемый способ предполагает организацию двух контуров обратной связи — по току и по напряжению.

Контур обратной связи по току образуется при вычитании из тока нагруз" ки тока дросселя LCD-фильтра. Полученный сигнал рассогласования интег" рируют непрерывно и дискретно, от нулевых начальных условий на интервале между моментами включения регулирующего элемента. Интегрирование производят с одинаковыми коэффициентами 1/Т, где Т вЂ” период преобразования ИСН.Полученные интегралы суммируют, умножают на коэффициент К „ -., получают сигнал управления по току, причем

k Ць ь опт (1-К (1-К ) ) Е

3 3

dU где U = Т вЂ .В- — скорость изменеdt ния опорного пилообразного напряжения широтноимпульсного модулятора;

К вЂ” статический коэффициент заполнения (коэффициент заполнения при номинальном напряжении питания

Е); — индуктивность дросселя LCD-фильтра;

Т вЂ” период преобразования; — время.

Контур обратной связи по току обеспечивает высокие быстродействие и запас устойчивости ИСН. Контур обратной связи по напряжению образуется при вычитании иэ опорного напряжения выходного иапряжения ИСН.

Полученный сигнал рассогласования по напряжению интегрируют с коэффициентом 1/Т, умножают на коэффициент

К „ - и получают сигнал управления по напряжению. Контур обратной связи по напряжению обеспечивает астатизм

ИСН.

Полученные сигналы управления по току и напряжению суммируют и подают

10 на вход ШИИ, который формирует последовательность импульсов, управляющих работой регулирующего элемента, Стабилизатор, реализующий предложенный способ, содержит силовой ключ 1, дроссель 2 LCD-фильтра, включенные последовательно между входом 3 и выходом 4 стабилизатора.

Конденсатор 5 LCD-фильтра, датчик

6 тока включены последовательно меж20 ду выходом 4 и общем приводом 7 стабилизатора. Диод 8 включен между общей точкой силового ключа 1 и дросселя 2 и общим проводом 7. Суммирующий усилитель 9 подключен первым и

25 вторым инвертирующими входами соответственно к информационному выходу датчика 6 тока и выходу 4, неинвертирующим входом — к выходу источника.

10 опорного напряжения, а выходом—

30 к входу интегратора 11. Интегратор

12 с ключом сброса инвертирующим входом подключен к информационному выходу датчика 6 тока, а выходом — к первому инвертирующему входу суммируюЗ5 щего усилителя 13, последний вторым инвертирующим входом подключен к вы ходу интегратора 11, а выходом — к входу IIIHM 14. ШИМ включает в себя генератор 15, выход которого подклю40 чен к R âõîäó RS-триггера 16 и синхронизирующему входу генератора 17 пилообразного напряжения (ГПН). Компаратор 18 подключен инвертирующим и неинвертирующнм входами соответст45 венно к входу ШИМ 14 и выходу ГПН 17, а выходом — к S-входу RS òðèããåðà 16.

Выход последнего соединен с выходом

ШИИ 14. Выход ШИМ 14 подключен к управляющему входу силового ключа 1 и к входу формирователя 19 импульсов.

Выход последнего подсоединен к управляющему входу ключа сброса интегратора 12.

Работа устройства происходит в соответствии со следующим алгоритмом.

Датчик 6 тока измеряет ток конденсатора DLC-фильтра, Сигнал датчика 6 тока U поступает на инверсный вход интегратора 12 и через второй инвер1376069 тирующий вход суммирующего усилителя 9 с единичным коэффициентом передачи — на вход интегратора 11. Оба интегратора 11 и 12 имеют коэффициент передачи 1/T где Т вЂ” период преобразования.

На вход интегратора 11 поступает сигнал с выхода суммирующего усилителя 9 и сигнал рассогласования по напряжению.

Сигналы с выходов интеграторов

11 и 12 поступают на инвертирующие входы суммирующего усилителя 13, суммируются, умножаются на коэффи- 15

}циент К 1-,-и поступают на вход ШИИ 14, Генератор 15 ШИИ 14 сбрасывает в "0"

RS-триггер 16 в начале каждого периода преобразования и синхронизирует

ГПН 17. Сигнал с выхода компаратора

18 устанавливает в 1 RS-триггер

11 Il

16 в момент равенства пилообразного напряжения на выходе ГПН 17 и входного сигнала ШИН 14. Сигнал с выхода

tile 14 переключает силовой ключ 1 25 и передним фронтом запускает формирователь 19 импульсов. Короткие импульсы с выхода формирователя 19 импульсов поступают на управляющий вход ключа сброса интегратора 12

1 сбрасывая интегратор 12 в "0"

Контур обратной связи по напряжению практически не оказывает влияния на процесс стабилизации выходного напряжения в динамическом режиме

У поскольку сигнал рассогласования по напряжению — 41 связан с сигналом

H рассогласования по току — 4Х выражением

4, = 4Тс, где С вЂ” емкость конденсатора LCDфильтра.

В реальных ИСН величина Т/С состав ляет 0,05-0,005. Исключить влияние контура обратной связи по напряжению на процесс стабилизации выходного напряжения можно также путем измерения коэффициента передачи суммирую щего усилителя 9 по второму инвертирующему входу.

Устройство, реализующее способ, обладает астатизмом и повышенной помехоустойчивостью.

Формула изобретения гдето =Т вЂ” ->аи

h dt скорость изменения опорного пилообразного напряжения широтно-импульсного модулятора; статический коэффициент заполнения (коэффициент заполнения при номинальном напряжении питания E); индуктивность дросселя DLC-фильтра; период преобразования; время.

К

Способ стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора

l содержащего выходной DLC-фильтр, регулирующий элемент и широтно-импульсный модулятор с пилообразным опорным напряжением путем изменения длительности импульсов управления регулирующего элемента в функции управляющего напряжения, при котором измеряют ток конденсатора выходного DLC-фильтра и выходное напряжение, формируют сигнал ошибки, равный разности эталонного и выходного напряжений, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности

В определяют интеграл инверсного значения тока конденсатора DLC-фильтра на интервале между моментами включения регулирующего элемента и интеграл от суммы инверсного значения тока конденсатора DLC-фильтра и сигнала ошибки, при этом. управляющее напряжение формируют как произведение суммы полученных интегралов на коэффициент К ., причем рот

U L к п 1 Кз(1 Кз)1 ЕТ

1376069

Составитель Ю.Опадчий

Техреду.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Редактор С. Патрушева

Заказ 787(47 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðîä, ул.Проектная, 4