Многофазный импульсный стабилизатор

 

О Il И С А Н И Е ()868726

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лето скамю сеидютюльствю

CoIo3 Сов®тсиин

Социалистические

Реслублии (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25.01. 80 (21) 2875450/24-07 (5! ) М. Кл. з

G 05 F 1/56 с присоединением заявки,%

3Ъеударетеанный кемнтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.81. Бюллетень № 36

Дата опубликования описан я 01.10.81 не денем нзойретеннй и открытий (53) УДК 621 . 722. 1 (088. 8) f, С. С. Букреев, А. Ф. Кадацкий, К. П. Поляни

В. П. Скрипников, В. П. Панченко и Ю. И. Конев (72) Авторы изобретения (71} Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано в полупроводниковых стабилизаторах импульсного действия, работающих при больших токах нагрузки.

Известны многофазные импульсные стабилизаторы, з которых параллельно основному регулятору введен ряд аналогичных регуляторов, соединенных между собой по цепям управления через фазосдвигающие устройства (11 и f2 ).

1О

Недостатком указанных многофазных стабилизаторов является необходимость многофазного задающего генератора для управления регулирования транзисто1S рами.

Наиболее близким к предлагаемому является многофазный импульсный стабилизатор, содержащий источник опорного напряжения, блок сравнения, усилитель постоянного тока, и и силовых ячеек, каждая из которых состоит из широтно-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а второй к выходному зажиму генератора пилообразного напряжения блокирующего диода и регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между входным зажимом стабилизатора и дросселем силового фильтра, выходом соединенного с выходными зажимами стабилизатора, а управляющий вход соединен с выходом широтно-импульсного модулятора 1.3. 1.

Недостатком известного многофазного стабилизатора является сложность системы управления, обусловленная необходимостью многофазного импульсного генератора, выходы которого подключены ко входам широтно-импульсных модуляторов.

Цель изобретения — упрощение схемы стабилизации.

Указанная цель достигается тем, что.в многофазном импульсном стабилизаторе, содержащем источник опорно" го напряжения, блок. сравнения, уси868726 литель постоянного тока, и и силовых ячеек, каждая из которых состоит иэ широтно-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а второй к выходному зажиму, генератора пилообразного напряжения, блокирующего диода и регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между входным зажимом стабилизатора и дрос- щ селем силового фильтра, выходом соединенного с выходным зажимом стабилизатора, а управляющий вход соединен с выходом широтно-импульсного мо- . дулятора, (n-1) из указанных генера .торов пилообразного напряжения выполнены в виде последовательных RC-цепей, крайние выводы которых подключены параллельно блокирующему диоду предьдуцей силовой ячейки, а общая

20 точка соединения конденсатора и резистора указанных RC-цепей через развяэывающий конденсатор соечинена с выходным зажимом соответствующего генератора пилообразного напряжения.

Йа фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого многофазного импульсного стабилизатора; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Стабилизатор содержит источник 1 питания, один зажим которого соединен с соответствующим зажимом 2 нагрузки непосредственно, а другой — через п силовых ячеек (n — число параллельно работающих ячеек), из которых изображены первая 3, вторая 4 и и-ая 5 силовые ячейки, блок 6 сравнения, подключенный к выводам для подключения нагрузки 2 и к источнику 7 опорного напряжения. Выход блока 6 срав- 40 нения через усилитель 8 постоянного тока подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора 9 каждой силовой ячейки, второй вход. которого, начиная со второй силовой ячейки 4 45 по и-ую ячейку 5, подключен через развязывающий конденсатор 10 к точке соединения резистора и конденсатора К С-цепи 11 предыдущей силовой ячейки (широтно-импульсныймодулятор 9 второй сило- 50 вой ячейки 4 подключается к 1цС. -цепи 11 первой силовой ячейки 3, широтно-импульсный модулятор третьей силовой ячейки подключается к RC-цепи 11 второй силовой ячейки 4,..., широтно-им- 55 пульсный модулятор p †-.. ой силовой ячейки 5.подключается к RC-цепи И-1 силоso@ ячейки). Второй вход широтно-им"

4 пульсного модулятора 9 первой силовой ячейки 3 подключен к генератору 12 пилообразного напряжения. Каждая RC цепь 11 подключена параллельно блокирующему диоду 1 3. В каждой силовой ячейке выход модулятора 9 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 14, выход которого соединен с дросселем.15 фильтра.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы напряжений: а — на входе широтно-импульсного модулятора 9 первой силовой ячейки 3 (где g — симметричное пилообразное напряжение; ж— несимметричное нарастающее напряжение), б - на блокирующем диоде 13 первой силовой ячейки 3, в — на входе широтно-импульсного модулятора 9 второй силовой ячейки 4 и r — на блокирующем диоде 13 второй силовой ячейки 4.

На временной диаграмме напряжения блокирующего диода !3 показан интервал времени 1, на который регулирующий элемент 14 первой силовой ячейки опережает при включении (выключении)регулирующий элемент 14 второй силовой ячейки.

Многофазный импульсный стабилиэа— тор работает следующим. образом.

В установившемся режиме с выхода генератора 12 пилообразного напряжения на один из входов широтно-импульсного модулятора 9 первой силовой ячейки 3 (фиг.2 a) подается пилообразное напряжение (безраэлично, симметричное или несимметричное нарастающее1, на другой вход воздействует напряжение с выхода усилителя 8 постоянного тока, совпадающее с осью абсцисс (фиг. 2о). При данных входных напряжениях широтно-импульсного модулятора 9 первой силовой ячейки 3 регулирующий элемент 14 работает в импульсном режиме, обеспечивая на блокирующем диоде 13 напряжение, соответствующее фиг. 2б. При закрытом состоянии блокирующего диода 13 первой силовой ячейки 3 напряжение на конденсаторе RC-цепи 11 возрастает, а при открытом состоянии блокирующего диода (закрытом состоянии регулирующего элемента 14) напряжение на упомянутом конденсаторе спадает.

Пилообразное симметричное напряжение со средней точки RC-цепи 11 первой силовой ячейки 3 через развязывающий конденсатор 10 подается на вход широтно-импульсного модулято5 8687 ра 9 второй силовой ячейки 4 (фиг.2в).

Так как на другой вход широтно-импульсного модулятора 9 второй силовой ячейки 4 подается то же напряжение с усилителя 8 постоянного тока,что и на широтно-импульсный модулятор 9 первой силовой ячейки 3 то регулирующий элемент 14 второй силовой ячейки 4 обеспечивает на блокирующем диоде 13 импульсное напряжение (фиг. 2 r ) той 1о же скважности, что и в первой силовой ячейке 3. Но регулирующий элемент 14 второй силовой ячейки 4 при этом открывается (закрывается) с задержкой времени, равной Ь1(фиг.2 г).

Регулирующий элемент 14 третьей силовой ячейки по тем же причинам отстает на величину времени 64 относительно работы 1замыкания, размыкания), регулирующего элемента 14 второй силовой ячейки и т.д.

Таким образом, введение последовательно соединенных RC-цепей параллельно блокирующему диоду с первой по

5-1 силовую ячейку обеспечивает сдвиг по фазе каидой поспедтидей (начиная с первой) силовой ячейки. Необходимо отметить, что сдвиг по фазе обеспечивается в многофазном импульсном стабилизаторе и при подключении RC-це —. пей 11 параллельно дросселю 15 силового фильтра.

Предлагаемый импульсный стабилизатор по сравнению с известными обладает повышенной надежностью, так как исключается необходимость использования- многофазного импульсного генератора, который предполагает применение в своем составе как активных, так и пассивных элементов, а также уменьшенной массой и объемом.

26

Формула изобретения

Многофазный импульсный стабилизатор, содержащий источник опорного напряжения, блок сравнения, усилитель постоянного тока и 11 силовых ячеек, каждая из которых состоит из широтно-импульсного модулятора, tiepвый вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а второй — к выходному зажиму генератора пилообразного напряжения, блокирующего диода и регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между входным зажимом стабилизатора и дросселем силового фильтра, выходом соединенного с выходным зажимом стабилизатора, а управляющий вход фсоединен с выходом широтно-импульсного модулятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы стабилизатора, 11 — 1 из указанных генераторов пилообразного напряжения выполнены в виде последовательных ЙС-цепей, крайние выводы которых подключены параллельно блокирующему диоду предыдущей силовой ячейки, а общая точка соединения конденсатора и резистора указанных RC-цепей через развязывающий конденсатор соединена с вщ ходным зажимом соответствующего генератора пилообразного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 32?462, кл. G 05 F 1/56, 1968.

2. Юрченко А.И., Головацкий В.А., Брагин В.Н., Темляков Л.С., Карта" ев П.И. н Колосова Г.И. Иногофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения. — В кн. "Электронная- техника в автоматике", Под ред. Ю.И.Ко,нева. И., "Советское радио", 1978, вып. 10.

3. Йуваев Ю.Н. и Виленкин А.Г.

Иногофазные импульсные стабилизаторы. — В кн. "Электронная техника в автоматике". Под ред. 10.И. Конева.

И., "Советское радио", 1977, вып.9.

868726

° ° °

Составитель В. Цишевский

Р дактор М Митровка Техред М.Рейвес Корректор М 4ем нк

Заказ - 8322769 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва 3-35 Рарнская наб. д. 4 5 л

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4