CS248524B1

CS248524B1 - Impulsní stabilizátor napětí

Info

Publication number: CS248524B1
Application number: CS467685A
Authority: CS
Inventors: Petr Parkan; Zdenek Patak
Original assignee: Petr Parkan; Zdenek Patak
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1985-06-26
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Zapojení se týká realizace impulsního stabilizátoru napětí, který vytváří ze vstupního nestabilizovaného napětí výstupní stabilizované napětí. Impulsní stabilizátor napětí je zapojen tak, že umožňuje napětí snižovat i zvětšovat. Převážná část energie se předává do zátěže přímo a pouze menší část přes transformátor. Zapojení umožňuje realizovat stabilizátory napětí s velkým výstupním výkonem a vysokou účinností. Je vhodné například pro stabilizaci napětí akumulátorové baterie při zálohovaném napájení obvodů. Zapojení je charakterizováno jedním bodem předmětu vynálezu a jedním obrázkem.

Description

Vynález se týká impulsního stabilizátoru napětí,který vytváří ze vstupního nestabilizovaného napětí výstupní stabilizované napětí.

V- praxi se často vyskytuje požadavek regulovat vstupní nestabilizované napětí například z akumulátorové baterie nebo z neregulovaného napáječe kolísající kolem jmenovité hodnoty napětí na konstantní napětí jmenovité hodnoty.To znamená,že je nutno vstupní napětí*podle potřeby zvyšovat nebo snižovat.

Analogové stabilizátory umožňují napětí pouze snižovat.Je pro to potřeba použít měniče napětí impulsního typu.Měniče bez transformátoru umožňují napětí pouze zvyšovat,nebo pouze snižovat. Zvyšování i snižování napětí je možné u měničů s transformátorem. Jejich nevýhodou je však obtížná realizovatelnost pro velké výstup ní výkony a menší účinnost,neboí veškerá výstupní energie prochází přes transformátor.Výhodnější je použít speciálního typu měniče, který se v podstatě skládá ze dvou měničů - primárního a sekundárního. Převážná část energie se předává v sekundárním beztransformátorovém měniči ze vstupního napájecího zdroje přímo do zátěže.

- 1 248 524

Pouze menší část energie,potřebná pro regulaci se přenáší přes transformátor.Nevýhodou tohoto řešení je však složité zapojení silové části i řídicích elektronických obvodů.

Tyto nevýhody odstraňuje impulsní stabilizátor napětí podle vynálezu,v němž záporný vývod napájecího zdroje je spojen s druhým vstupem dvojčinného měniče,jehož první výstup je spojen se začátkem primárního vinutí transformátoru,jehož konec je spojen s druhým výstupem dvojčinného měniče,jehož první vstup je spojen s kladným vývodem napájecího zdroje,jehož podstatou je,že kladný vývod napájecího zdroje je dále spojen s katodou rekuperační diody,s prvním vývodem kondenzátoru,s prvním vývodem zátěže,s druhým vstupem zpětnovazebního obvodu a s katodou ochranné diody,jejíž anoda je spojena s prvním vývodem spínače,s katodou první usměrňovači diody a s katodou druhé usměrňovači diody,jejíž anoda je spojena s koncem druhého sekundárního vinutí transformátoru,jehož začátek je spojen s anodou rekuperační diody,s prvním vývodem tlumivky a zároveň s koncem prvního sekundárního vinutí transformátoru,jehož začátek je spojen s anodou první usměrňovači diody,kde druhý vývod tlumivky je spojen s druhým vývodem kondenzátoru,s druhým vývodem zátěže a s prvním vstupem zpětnovazebního obvodu,jehož první výstup je spojen s řídicím vstupem spínače,jehož druhý vývod je spojen se záporným vývodem napájecího zdroje,přičemž druhý výstup zpětnovazebního obvodu je spojen s řídicím vstupem dvojčinného měniče.

Impulsní stabilizátor napětí podle vynálezu umožňuje jednoduchým způsobem zvyšovat i snižovat, napětí.Je jednoduše realizovatelný i pro velké výstupní výkony a umožňuje dosáhnout vysoké účinnosti.

Princip vynálezu bude popsán pomocí obrázku,kde je příklad zapojení impulsního stabilizátoru napětí podle vynálezu,v němž

- 4 248 524 záporný vývod 101 napájecího zdroje 1_ je spojen s druhým vývodem 72 spínače 7 a s druhým vstupem 202 dvojčinného měniče 2.Jeho první vstup 201 je spojen s kladným vývodem 102 napájecího zdroje l,s katodou rekuperační diody ^,s prvním vývodem kondenzátoru 10, s prvním vývodem zátěže U,s druhým vstupem 122 zpětnovazebního obvodu 12 a s katodou ochranné diody 6.Její anoda je spojena s prv ním vývodem 71 spínače 7,s katodou první usměrňovači diody 4 a s katodou druhé usměrňovači diody Její anoda je spojena s koncem druhého sekundárního vinutí 33 transformátoru j>«J®ho začátek je spojen s anodou rekuperační diody j),s prvním vývodem tlumivky _8 a zároveň s koncem prvního sekundárního vinutí 32 transformátoru 2 Jeho začátek je spojen s anodou první usměrňovači diody 4.Druhý vývod tlumivky 8 je spojen s druhým vývodem kondenzátoru 10,s druhým vývodem zátěže 11 a s prvním vstupem 121 zpětnovazebního obvodu 1_2.Jeho první výstup 123 je spojen s řídicím vstupem 73 spínače 7.Druhý výstup 124 zpětnovazebního obvodu 1_2 je spojen s řídicím vstupem 205 dvojčinného měniče 2.Jeho první výstup 203 je spojen se začátkem primárního vinutí 31 transformátoru JJ.Jeho konec je spojen s druhým výstupem 204 dvojčinného měniče 2_.

Napájecí zdroj je tvořen například akumulátorovou baterií, jejíž jmenovitá hodnota odpovídá požadovanému výstupnímu napětí impulsního stabilizátoru napětí.Impulsní stabilizátor napětí se skládá ze dvou měničů - primárního a sekundárního.Primární měnič je realizován dvojčinným měničem J2,jehož součástí je i transformátor 3.Podle typu použitého měniče má transformátor 3 jedno nebo dvě primární vinutí.Sekundární měnič je tvořen spínačem 7,realizovaným například výkonovým tranzistorem,první a druhou usměrňovači diodou 4 a 5,ochrannou diodou 6,rekuperační diodou 9,tlumivkou 8

- 5 248 524 a kondenzátorem 10.Spínání dvojčinného měniče 2_ a spínače 7 je řízeno zpětnovazebním obvodem 1_2 vhodně tak,aby výstupní napětí na zátěži 21 bylo udržováno na požadované konstantní hodnotě,nezávisle na změnách napětí napájecího zdroje 1_ a zatěžovacím proudu.

Jestliže je napětí napájecího zdroje 1_ vyšší než požadované výstupní napětí impulsního stabilizátoru napětí,je činnost dvojčinného měniče 2_zablokována.Snižování napětí se uskutečňuje řízením střídy spínání spínače 7.Takto vzniklé impulsní napětí je převedeno výstupním filtrem tvořeným tlumivkou 8 a kondenzátorem 10 na stejnosměrné výstupní napětí odpovídající střední hodnotě vstupního impulsního průběhu.V době rozpojení spínače 2 se výstupní proud uzavírá přes rekuperační diodu 9.Ochranná dioda 2 omezuje napělové namáhání spínače 7·

Je-li napětí napájecího zdroje 2 nižší než výstupní napětí impulsního stabilizátoru napětí,je spínač 7 trvale sepnut.Zároveň dvojčinný měnič 2 vytváří impulsy vhodné šířky,které jsou přes transformátor 3 a první a druhou usměrňovači diodu 4 a _5 přičítány k stejnosměrnému napětí napájecího zdroje 2·Napětí na výstupu impulsního stabilizátoru napětí je dáno součtem napětí napájecího zdroje 2 ^a střední hodnoty impulsního průběhu vytvořeného činností dvojčinného měniče 2-Přitom je převážná část energie předávána přímo v sekundárním měniči stejnosměrně a jen menší část energie nezbytná pro regulaci výstupního napětí na konstantní hodnotu se přenáší impulsně přes transformátor _3.Podíl energie přenášené přes transformátor _3 závisí na odchylce mezi vstupním a výstupním napětím.

248 524

Podstata vynálezu se nezmění,když se zamění polarity první a druhé usměrňovači diody £ a 5,ochranné diody jí,rekuperační diody 9 a napájecího zdroje 1_.

Impulsní stabilizátor napětí je vhodný například pro stabilizaci napětí akumulátorové baterie při zálohovaném napájení obvodů. Umožňuje dosáhnout vysoké účinnosti i pro velké výstupní výkony.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

248 524

1. Impulsní stabilizátor napětí v němž záporný vývod napájecího zdroje je spojen s druhým vstupem dvojčinného měniče,jehož první výstup je spojen se začátkem primárního vinutí transformátoru, jehož konec je spojen s druhým výstupem dvojčinného měniče,jehož první vstup je spojen s kladným vývodem napájecího zdroje, vyznačený tím, že kladný vývod /102/ napájecího zdroje /1/ je dále spojen s katodou rekuperační diody /9/,s prvním vývodem kondenzátoru /10/,s prvním vývodem zátěže /11/,s druhým vstupem /122/ zpětnovazebního obvodu /12/ as katodou ochranné diody /6/,jejíž anoda je spojena s prvním vývodem /71/ spínače /7/, s katodou první usměrňovači diody /4/ a s katodou druhé usměrňovači diody /5/,jejíž anoda je spojena s koncem druhého sekundárního vinutí /33/ transformátoru /3/,jehož začátek je spojen s anodou rekuperační diody /9/,s prvním vývodem tlumivky /8/ a zároveň s koncem prvního sekundárního vinutí /32/ transformátoru /3/,jehož začátek je spojen s anodou první usměrňovači diody /4/,kde druhý vývod tlumivky /8/ je spojen s druhým vývodem kondenzátoru /10/, s druhým vývodem zátěže /11/ a s prvním vstupem /121/ zpětnovazebního obvodu /12/, jehož první výstup je spojen s řídicím vstupem /73/ spínače /7/,jehož druhý vývod /72/ je spojen se záporným vývodem /101/ napájecího zdroje /1/,přičemž druhý výstup /124/ zpětnovazebního obvodu /12/ je spojen s řídicím vstupem /205/ dvojčinného měniče /2/.