Способ управления силовым ключом синхронизированного импульсного регулятора напряжения

 

Изобретение относится к системам автоматики. Цель изобретения - расширение области применения импульсных регуляторов напряжения. В способе закрывают силовой ключ 3 первым синхроимпульсом, поступающим после момента превышения выходным напряжением заданного уровня, открывают его синхронно с каждым из п синхроимпульсов , где п равно отношению частоты их следования к частоте генерации регулятора и выбирается равным или более 10. Импульсный регулятор напряжения содержит CD-фильтр и нагрузку , дифференциальный усилитель 11 с датчиком обратной связи и источником опорного напряжения, генератор синхроимпульсов 14, одновибратор 13 с перезапуском. Входы запуска одновибратора 13 подключены к генератору синхроимпульсов 14 и выходу дифференциального усилителя 11, а выход - к входу управления силового ключа 3, выход генератора синхроимпульсов 14 через синхронный делитель частоты подключен х входу сброса одновибра тора. 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1450047 А1 д114 Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4130006/24-07 (22) 08. 10.86 (46) 07.01.89, Бюл. Р 1 (72) В.П, Реута (53) 621.316.722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 752284, кл. G 05 F 1/56, 1978.

Белов Г.А. и Кузьмин С.А. Условия устойчивости и коэффициент стабилизации импульсного стабилизатора с обратными связями по току и напряжению.—

ЭТ А, 1984, вып. 15, с. 48. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ КЛЮЧОМ

СИНХРОНИЗИРОВАННОГО ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к системам автоматики. Цель изобретения расширение области применения импульсных регуляторов напряжения. В способе закрывают силовой ключ 3 первым синхроимпульсом, поступающим после момента превышения выходным напряжением заданного уровня, открывают его синхронно с каждым иэ п синхроимпульсов, где и равно отношению частоты их следования к частоте генерации регулятора и выбирается равным или более 10. Импульсный регулятор напряжения содержит СП-фильтр и нагрузку, дифференциальный усилитель

11 с датчиком обратной связи и источником опорного напряжения, генератор синхроимпульсов 14, одновибратор 13 с перезапуском. Входы запуска одновибратора 13 подключены к генератору синхроимпульсов 14 и выходу дифференциального усилителя 11, а выход — к входу управления силового ключа 3, выход генератора синхроимпульсов 14 через синхронный делитель частоты подключен K входу сброса одновибратора. 2 ил.

1450047

Изобретение относится к элетротехнике и может быть использовано в качестве стабилизатора напряжения, регулятора температуры, например термохолодильника, или регулятора иного, управляемого напряжением физического параметра.

Цель изобретения — расширение области применения импульсных регуляторов напряжения.

На фиг, i приведена схема импульсного регулятора напряжения„ реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 диаграммы его работы.

Импульсный регулятор напряжения (фиг. 1) содержит источник 1 питания, силовой элемент 2, состоящий из силового ключа 3, диода 4, дросселя

5 и конденсатора 6, нагрузку 7, датчик 8 обратной связи, состоящий из делителя напряжения на резисторах ! 9 и 10, дифференциальный усилитель !

11 или компаратор, источник 12 опорного напряжения, одновибратор 13 с перезапуском, генератор 14 синхроимпульсов,. образующий с шиной 15 внешней синхронизации источник синI хроимпульсов, синхронный делитель

16 частоты, времязадающую RC-цепь

17, 18.

На фиг. 2 обозначены: U — импульсы на выходе генератора 14 синхроимпульсов; U„ — импульсы на выходе делителя 16 частоты; U, — напряжение в общей точке RC-цепи 17, 18; U z- напря- 35 жение на конденсаторе 6 j U <,>— среднее значение заданного напряжения на выходе (конденсаторе 6) регулятора; U „ - импульсы на выходе усилителя 11; U, - импульсы на выходе одновибратора 13; U < .т †напряжен на диоде 4.

В регуляторе (фиг. 1) выход источника 1 питания соединен с силовым входом силового ключа 3, к выходу 45 которого подключены диод 4 и дроссель

5. На выходе дросселя 5 установлен конденсатор 6, который является силовым выходом элемента 2, к которому подключены нагрузка ? и датчик 8 обратной связи, состоящий из делителя напряжения на резисторах 9 и 10, общая точка которых соединена с инвертирующим входом дифференциальнсго усилителя 11 к второму входу котс- 55 рого подключен источник 12 опорного напряжения. Выход усилителя 11 под— ключен к второму входу запуска С2 одновибратора 13, к первому входу зв.— пуска Сl которого подключен выход генератора 14 синхроимпульсов, соединенного с шиной 15 внешней синхронизации. Вход сброса R одновибратора

13 соединен с выходом синхронного делителя 16 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 14 синхроимпульсов. Дополнительно одновибратор 13 соединен с времязадающей КС-цепью 17, 18. Инверсный выход .одновибратора 13 подключен к входу управления силовым ключом 3.

Следует заметить, что одновибратор 13 запускается положительным фронтом по входу С1 при нуле на входе С2 или отрицательным фронтом по входу С2 при единице на входе С1, а сбрасывается нулем по входу сброЯ

Импульсный регулятор напряжения, реализующий способ, работает следующим образом.

Поскольку и регуляторе (фиг. 1) выход датчика 8 обратной связи подключен к инвертирующему входу усилителя 11, а источник 12 опорного напряжения подключен к неинвертирующему входу усилителя l1 то после включения напряжения питания, когда напряжение на конденсаторе б равно нулю (фиг. 2, U6)„ напряжение на выходе усилителя 11 единичное (фиг. 2, У ), одновибратор 13 по входу С2 заблокирован от запуска синхроимпульсами и напряжение на его инверсном выходе (фиг. 2, U, )., равно единице так же, как и в общей точке RC-цепи

17, 18 (фиг. 2, U <<) . Поэтому выходное напряжение одновибратора 13 сразу же открывает силовой ключ 3, через который напряжение источника 1 питания прикладывается к диоду 4 (фиг. 2, U ) и дросселю 5. Сразу же начинается заряд конденсатора б.

Поскольку одновибратор 13 находится в заблокированном для запуска исходном состоянии, то ни .синхроимпульсы (фиг. 2, U .), с выхода ге. ератора 14 синхроимпульсов, на выходной импульс синхронного, целителя 16 частоты, приложенный к входу К сброса одновибратора 13 (фиг. 2, U <), не изменяет выходное состояние одвовибратора 13 до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 6 и нагрузке 7 (фиг. 2, U ) не достигнет заданного значения (фиг. 2, U, ), В этот момент напряжение на выходе усилителя 11 станет нул= âûì (фиг. 2, U,), 1450047 и одновибратор 13 нулем на входе С2 будет подготовлен к запуску, который произойдет по первому же синхроимпульсу, поступившему на вход С1., после которого напряжение на инвер.5 сном выходе одновибратора 13 станет нулевым и закроет силовой ключ 3, в результате чего напряжение на диоде 4 упадет до отрицательного значения, равного 0,7 В. Напряжение на нагрузке 7 будет вначале расти, а затем начнет падать (фиг. 2, U<). В это время синхроимпульсы с выхода генератора 14 синхроимпульсов будут перезапускать одновибратор 13 (фиг.2, U ) до тех пор, пока на выходе дели" теля 16 частоты не появится отрицательнь|й импульс (фиг. 2, U + ), который своим передним фронтом через вход сброса К сбросит одновибратор

13 в исходное состояние; при котором на его выходе появитСя единичное напряжение, которое откроет силовой ключ 3. Это произойдет независимо от выходного напряжения на конденсаторе 6, которое к этому времени должно быть близко к заданному значению и будет продолжать уменьшаться (фиг. 2, U ). Поэтому перед открыванием силового ключа 3 или после этого в момент снижения выходного напряжения регулятора ниже заданного уровня (фиг ° 2, U ) за счет уменьшения выходного напряжения дат-, чика 8 обратной связи ниже уровня опбрного напряжения усилитель 11 перейдет в единичное состояние (фиг. 2, U ) и заблокирует одновибратор 13 от запуска. Далее весь процесс регулирования повторится сог40 ласно описанному.

Из диаграмм на фиг. 2 видно, что частота переключения силового ключа

3 в предлагаемом регуляторе равна частоте следования выходных импуль45 сов синхронного делителя 16 частоты, которые открывают силовой ключ 3, а запирание силового ключа 3 производится очередным синхроимпульсом после момента достижения выходным напряжением регулятора заданного уровня. Чтобы точность стабилизации выходного напряжения был|а лучше 107,, частота следования синхроимпульсов должна быть не менее, чем в 10 раз вьппе частоты переключения силового ключа, т.е. коэффициент деления делителя 16 частоты должен быть больше 10.

Поскольку делитель 16 частоты синхронный, то передний фронт его отрицательных выходных импульсов будет совпадать с передним фронтом синхроимпульсов на выходе генератора

14 синхроимпульсов, что обеспечивает точность моментов синхронизации отпирания и запирания силового ключа 3.

В "регуляторах, в которых засинхронизирован только момент включения силового ключа регулятора, помехи, возникающие при запирании силового ключа регулятора, будут проникать в приборы, подключенные к такому регулятору и искажать или делать неприемлемой их работу. По данному способу синхронизируются как моменты включения, так и моменты выключения силового ключа, поэтому помехи, возникающие в эти моменты, не будут влиять на подключенную х регулятору аппаратуру, поскольку они будут возникать за пределами рабочей временной зоны.

Формула и з обретения

Способ управления силовым ключом синхронизированного импульсного регулятора напряжения, состоящий в том, что ключ открывают синхронно с внешним синхроимпульсом, а закрывают при превьппении выходным напряжением ре гулятора заданного уровня, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения импульсного регулятора напряжения, вышеуказанное закрытие ключа осушествляют синхронно с первым внешним синхроимпульсом, поступившим после момента превьппения заданного уровня выходным напряжением регулятора,указанное открытие ключа осуществляют синхронно с каждым п синхроимпульсом, где и равно отношению частоты следования внешних синхроимпульсов к частоте переключения силового ключа регулятора. 450047

Редактор С. Пекарь

Заказ 6972/51 Тираж ббб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж- !5, Раушская нао., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, !

1 и

If f3 и

Составитель В. Бунаков

Техред И.Дидык Корректор О. Кравцова