Способ стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повьшение качества выходных напряжений. Сигнал, пропорциональный току конденсатора 7 выходяо го LCD-Фильтра подается на первый вход интегратора 9. На второй вход интегратора 9 подается разность выходного напряжения стабилизатора и собственно выходного напряжения ин- .тегратора 9. Сигналы с выхода интегратора 9, пропорциональный напряжению на емкости конденсатора 7, сравнивается в сумматоре 12 с эталонным напряжением . Импульсы управления силовым ключом 1 стабилизатора формируются RS-триггером 14 из выходных сигналов задающего генератора 15, сигнала с выхода датчика 8 тока конденсатора 7 и сигнала сумматора 12, Силовой ключ 1 преобразует входное напряжение стабилизатора в последовательность прямоугольных импульсов, преобразуемых фильтром на диоде 5,: дросселе 2 и конденсаторе 7. 1 ил. с 5 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4158966/24-07 (22) 11 ° 12.86 (46) 15.06.88. Бюл. Р 22 (71) Красноярский политехнический институт (72) В.И.Иванчура, А.В.Ианаков, Ю.В.Краснобаев и Б.П.Соустин (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Электронная техника в автоматике, 1985, вып. 16, с. 15.

Авторское свидетельство. СССР

11 1348796, кл. О 05 F 1/56, 1986. (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ИСХОДНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО СТАБИЛИЗАТОРА (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение качества выходных напряжений. Сигнал, пропорциональный току конденсатора 7 выходно„.SU„„1 О3037 А1 (51) 4 G 05 Г 1/56 го LCD-фильтра r.îäàåòñÿ на первый вход интегратора 9, На второй вход интегратора 9 подается разность выходного напряжения стабилизатора и собственно выходного напряжения интегратора 9. Сигналы с выхода интегратора 9, пропорциональный напряжению на емкости конденсатора 7, сравнивается в сумматоре 12 с эталонным напряжением. Импульсы управления силовым ключом 1 стабилизатора формируются

RS-триггером 14 из выходньас сигналов задающего генератора 15, сигнала с выхода датчика 8 тока конденсатора 7 и сигнала сумматора 12 Силовой ключ

1 преобразует входное напряжение стабилизатора в последовательность прямоугольных импульсов, преобразуемых фильтром на диоде 5, дросселе 2 и конденсаторе 7. 1 ил.

1403037

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при построении быстродейству5 ющих импульсных стабилизаторов напряжения для автономных систем электропитания.

Цель изобретения - повьппение качества выходного напряжения быстро-действующего стабилизатора путем снижения зависимости качества выходного напряжения от изменения параметров силовой части стабилизатора.

На чертеже приведена схема стабили-15 затора для осуществления способа стабилизации выходного напряжения, Стабилизатор содержит силовой ключ

1 и дроссель 2, включенные последовательно между входом 3 и выходом 4 стабилизатора. Диод 5 подключен между общей гочкой силового ключа 1 и дросселя 2 и общим проводом 6 устройства. Конденсатор 7 и датчик 8 тока соединены последовательно и включены 25 между выходом 4 и общим проводом 6 устройства. Информапионный выход датчика 8 тока подключен к первым вхо.дам интегратора 9 и усилителя 10.

Сумматор 11 суммирующим входом подключен к выходу 4, вычитающим входомк выходу интегратора 9 и выходом — к ! второму входу интегратора 9. Сумматор 12 подсоединен суммирующим входом к выходу интегратора 9, вычитающим входом - к выходу источника 13 эталонного напряжения и выходом — к

1 второму входу усилителя 10, Широтно-импульсный модулятор 14 с блокирующим КЯ-триггером подключен 40 первым входом к .выходу усилителя 10, вторым входом — к выходу задающего генератора 15 и выходом — к управляющему входу силового ключа 1.

Согласно предлагаемому способу 45 стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора, содержащего индуктивно-емкостный фильтр, регулирующий элемент, широтно-импульсный модулятор с пилообразным опорным напряжением, измеряют ток

50 конденсатора фильтра и выходное напряжение, вычисляют напряжение на емкости конденсатора фильтра, сравнивают его с эталонным, получают сигнал рассогласования, умножают сигнал, 55 пропорциональный току конденсатора фильтра, и сигнал рассогласования соответственно на коэффициенты К; и Ки ° суммируют полученные сигналы

H подают результирующий суммарный сигнал на вход широтно-импульсного

1модулятора, причем

2 L Uï

М » p

Е(„/Т (1+Е„/ТЦ

К = — К, где L и С - индуктивность и емкость выходного фильтра;

Š— входное напряжение; скорость изменения пило- образного опорного напряжения;

Т и t - период преобразования и статическая длительность импульса.

При этом напряжение на емкости конденсатора фильтра вычисляют путем интегрирования суммарного сигнала в виде суммы сигнала, пропорционального току конденсатора фильтра, взятого с коэффициентом 1/С, и сигнала отклонения интеграла суммарного сигнала от выходного напряжения, взятого с коэффициентом К = (0,05—

0,0005) /R c С, где Re — внутреннее сопротивление конденсатора фильтра.

Высокие быстродействие и запас устойчивости стабилизатора достигаюгся при использовании дпя управления двух координат — тока конденсатора фильтра и напряжения на емкости конденсатора фильтра. Согласно известным способам учитывают падение напряжения на внутреннем сопротивлении конденсатора или получают напряжение на емкости конденсатора, вычитая из выходного напряжения, падение напряжения на внутреннем сопротивлении конденсатора. Изменение параметров конденсатора — внутреннего сопротивления и величины емкости— не позволяет точно учесть падение нап" ряжения на емкости конденсатора или вычислить его. Это сказывается-на процессе стабилизации напряжения, снижая быстродействие стабилизатора.

Точно вычислить налряжение на емкости конденсатора фильтра можно путем интегрирования тока конденсатора фильтра, взятого с коэффициентом

1/С. Для предотвращения временного ухода (отклонения) интеграла тока конденсатора от напряжения на емкос1403037

2L.Би

К

1 и

Š— (1+ — )

Т Т

С

К зп ° К °

1 1

BHHHIIH Заказ 2859/39 Тираж 866 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проекгная, 4 ти конденсатора фильтра из-за неточности выполнения операции интегрирования (неидеальности операционного усилителя и т.д.) осуществляют коррекцию вычисленного значения напряжения на емкости фильтра, для чего в сумме с током конденсатора фильтра, взятым с коэффициентом 1/С, интегрируют сигнал отклонения вычисленного значения напряжения на емкости конденсатора фильтра от выходного напряжения.

Дополнительно устраняется и влияние на процесс стабилизации напряжения величины емкости конденсатора 15 фильтра, поскольку в выражении, определяющем коэффициент К, и при вычислении напряжения на емкости конденсатора фильтра принимается номинальная величина емкости. 20

Устройство дпя осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

Силовой ключ 1 преобразует постоянное входное напряжение, поданное на 25 клемму 3, в последовательности прямоугольных импульсов, поступающих на вход DLC-фильтра 2,5,7. Ток конденсатора 7 РЬС-фильтра измеряется датчиком 8 тока и подается на первый вход 30 интегратора 9. На второй вход интегратора 9 подается разность выходного напряжения стабилизатора и выходного напряжения интегратора 9 с выхода сумматора 11. Выходное напряжение интегратора 9 в сумматоре 12 сравнивается с эталонным напряжением, Усиленная усилителем 10 сумма напряжений датчика 8 тока и сумматора 12 подается на вход широтно-импульсного мо- 40 дулятора 14 с блокирующим RS-триггером, который с помощью задающего интегратора 15 преобразует это напряжение в последовательность прямоугольных импульсов, управляющих рабо- 45 той силового ключа 1, Интегрирование сигнала датчика тока и сигнала, равного разности выходного напряжения стабилизатора и напряжения интегратора, позволяет по- б0 высить качество выходного напряжения быстродействующего стабилизатора путем исключения влияния изменения параметров Ш.С-фильтра.

Фо р мул а и з об р е т ения

Способ стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора, содержащего индуктивно-емкостный фильтр, регулирующий элемент, широтно-импульсный модулятор с пилообразным опорным напряжением, осуществляемый путем измерения тока конденсатора фильтра и выходного напряжения, вычисления напряжения на емкости конденсатора фильтра, сравнения его с эталонным, получения сигнала рассогласования, умножения тока конденсатора фильтра и сигнала рассогласования соответственно на коэффициенты

К; и К„, причем где 1„C — - соответственно индуктивность и емкость индуктивно-емкостного фильтра;

Š— входное напряжение;

U „ — скорость изменения пилообразного опорного напряжения широтно-импульсного модулятора;

Т,t ä — соответственно период и статическая длительность импульса регулятора элемента, суммирования полученных сигналов и формирования результирующим сигналом импульсов управления регулирующим элементом по принципу широтно-импульсной модуляции, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения быстродействующего стабилизатора, напряжение на емкости конденсатора фильтра вычисляют путем интегрирования сигнала в виде суммы тока конденсатора, взятого с коэффициентом I/Ñ, и сигнала отклонения интеграла суммарного сигнала от выходного напряжения, взятого с коэффициентом К (0,05—

0,0005)/R С, где К, — внутреннее сопротивление конденсатора фильтра.