SU1130844A1 - Pulse voltage stabilizer - Google Patents

Pulse voltage stabilizer Download PDF

Info

Publication number
SU1130844A1
SU1130844A1 SU833572858A SU3572858A SU1130844A1 SU 1130844 A1 SU1130844 A1 SU 1130844A1 SU 833572858 A SU833572858 A SU 833572858A SU 3572858 A SU3572858 A SU 3572858A SU 1130844 A1 SU1130844 A1 SU 1130844A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
voltage
output
sawtooth
pulse
Prior art date
Application number
SU833572858A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Васильевич Капитонов
Николай Николаевич Прокопенко
Юрий Михайлович Соколов
Евгений Иванович Старченко
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) filed Critical Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority to SU833572858A priority Critical patent/SU1130844A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1130844A1 publication Critical patent/SU1130844A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ме.жду входным и выходным вьшодами последовательно включенные силовой ключ и LCD-фильтр, делитель напр жени , включенный параллельно выходным выводам, усшштель ошибки, инверткрукн1Ц1м входом подключенный к выходу делител  напр жени , источник опорного напр жени , включенный между неинвертирующим входом усилител  ошибки и общей шиной, компаратор, неинвертирующим входом подключенный к выходу усилител  ошибки, генератор пилообразного напр жени , о т л и ч ающийс   тем, что, с целью повышени  коэффициента стабилизадчи , введены аналоговый перемножитель напр жени , ограничитель амплитуды и логический элемент И, а генератор пилообразного напр жени  выполнен с импульсным выходом формирующим пр моугольный импульс отри- . дательной пол рности во врем  обратного хода напр жени  пилообразной формы, причем первый вход аналогового перемножител  напр жени  соединен с входо импульсного стабилизатора . напр жени , гвторой вход аналогового перемножител  напр жени  подключен к основному выходу генератора пилообразного напр жени , выход аналогового перемножител  напр жени  через ограничитель амплитуды соединен с инвертирукицим входом компаратира , выход компаратора подключен к первому входу логического элемента И, второй вход логического элемента СО И соединен с импульсным выходом о генератора пилообразного напр жени , 00 4 4 а выход логического элемента И подключен к управл ющему входу силового ключа. Switching voltage regulator having an input and an output me.zhdu vshodami series connected power switch and LCD-filter, a voltage divider connected across the output terminals, usshshtel errors invertkrukn1Ts1m input connected to the output of the voltage divider, a reference voltage source connected between the noninverting the input of the error amplifier and the common bus, a comparator, a non-inverting input connected to the output of the error amplifier, a saw-tooth voltage generator, that is, in order to increase stabilization factor, an analog voltage multiplier, an amplitude limiter and a logic element I are introduced, and the sawtooth voltage generator is made with a pulse output that forms a rectangular impulse. dna polarity during the reverse voltage of the sawtooth shape, with the first input of the analog voltage multiplier connected to the input of the pulse stabilizer. the voltage, the second input of the analog voltage multiplier is connected to the main output of the sawtooth generator, the output of the analog voltage multiplier is connected to the inverter input of the comparator through the amplitude limiter, the comparator output is connected to the first input of the logic element I, the second input of the logic element CO is connected to the pulse output of the sawtooth generator, 00 4 4 and the output of the logic element AND is connected to the control input of the power switch.

Description

1 « Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в блоках питани  различной радиоэлектронной аппаратуры. Известен импульсный стабилизатор напр жени  (ИСН), который содержит силовой ключ, усилитель ошибки, источник опорного напр жени , LCDфильтр , пороговый элемент, схему коммутации силовым ключом и двум  ключами формировател  пилообразного напр жени , интегратор на операционном усилителе Л. Наличие двух конденсаторов в формирователе пилообразного напр жени  и в интеграторе, которые не могут быть выбраны независимо,  вл етс  существенным недостатком этой схемы , особенно в случае изготовлени  ее по интегральной технологии. Выбор величин емкости указанных конденсаторов определ етс  требуемой частотой коммутации силового ключа, поэтому изготовл ть их на подложке методами интегральной технологии не представл етс  возможным. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  ИСН, содержащий между своим входом и выхо дом последовательно включенные силовой ключ и ЬСВ-фнльтр, делитель напр жени , включенный параллельно выходным клеммам, усилитель ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делител  напр жени , источник опорного напр жени , включенный между неинвертирующим входом усилите л  ошибки и общей шиной, компаратор, неинвертирующим входом подключенный к выходу усилител  ошибки инвертиру щим входом - с генератору пилообразного напр жени , а выходом - к управл ющему входу силового ключа . 2j Недостатком известного устройства  вл етс  низкий коэффициент стабилизации при значительном изменении входного напр жени . Цель изобретени  повышение коэф фициента с- абилизации. Поставленна  цель достигаетс  тем что в импульсный стабилизатор напр жени , содержащий между входным и выходным выводами последовательно включенные силовой ключ и LCD-фильтр делитель напр жени , включенный параллельно выходным вьгоодам, усилител ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делител  напр жени , источник опорного напр жени . I 4 включенный между неинвертирующим вхог дом усилител  ошибки и общей шиной, компаратор, неинвертирующим 2ходом соединенный с выходом усн1штел  ошибки, генератор пилообразного напр жени , введены аналоговый перемно- житель напр жени , ограничитель амплитуды и логический элемент И, а генератор пилообразного напр жени  выполнен с импульсным выходом, формирующим отрицательный пр моугольный импульс во врем  обратного хода напр жени  пилообразной формы, п ричем первый вход аналогового перемножител  напр жени  соединен с входом импульсного стабилизатора напр жени  второй вход аналогового перемножител  напр жени  подключен к основному выходу генератора пилообразного напр жени  выход аналогового перемножител  через ограничитель амплитуды соединен с инвертирующим входом компаратора, выход компаратора подключен к первому входу логического . элемента И, второй вход логического элемента И соединен с импульсным выходом генератора пилообразного напр жени , а выход логического элемента И подключен к управл ющему входу силового ключа. , На фиг. i приведена функциональна  схема предлагаемого ИСН; на фиг. 2 временные диаграмь  1, по сн ющие принцип формировани  широтно-модулированньпс импульсов, поступающих на вход LCD-фильтpa| на фиг. 3 - генератор пилообразного и импульсного напр жений . ИСН (фиг. I) содержит между входом и выходом последовательно включенные силовой ключ I и LCD-фильтр 2, делитель 3 напр жени , включенный параллельно выходным вьшодам устройства, усилитель 4 ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делител  3 напр жени , неинвертирующим входом - к источнику 5 опорного напр жени , который вторым выводом подключен к общей шине. Выход усилител  4 ошибки подсоединен к неинвертирую щему входу компаратора 6, инвертирующий вход которого через ограничитель 7 амплитуды св зан с выходом аналого;вого перемножител  8 напр жени , выход компаратора 6 подкгаочен к первому входу логического элемента И 9. Вход 0 аналогового перемножител  8 напр жени  соединен с входом импульсного стабилизатора напр жени , вход 11 3с выходом напр жени  пилообразной формы генератора 12 пилообразного на пр жени . Импульсный выход генератор 12 пилообразного напр жени  подключе к второму входу логического элемента И 9, выход которого соединен с управ л ющим входом силового ключа 1. иен можно нормально функционировать только тогда, когда входное напр жение U превышает некоторое минимальное напр жение , . Выходное напр жение аналогового перемножител  напр жени  и„ можно представить выражением U,,. и. Ку, где и.,, - напр жение на первом вход аналогового перемножител  напр жени ; Un - напр жение пилообразной формы на втором входе ана логового перемножител  , напр жени ; К (1 - коэффициент пропорциональ ности, величина которого определ етс  внутренним свойством аналогового перемножител  напр жени  и может быть выбраннеобходимым . Пусть при некотором входном напр  жении вьтолн етс  условие ,,.и„. , откуда /Ug . Это означает, что при минимальном входном напр жении, напр жение пилообразной формы без изменени  амплитуды поступает на вход ограничител  7 амплитуды. Напр жение ограничени  ограничител  7 амплитуды выбираетс  на уровне максимальной амплитуды U,j(напр жени  пилообразной формы. В этом случае за счет действи  обратной св зи по цепи: делитель 3 напр жени , усилитель 4 ошибки, компаратор 6, длительность импульсов Ujj, (фиг. 2) поддерживаетс  такой, чтобы выходное напр жение Ug,,, ИСН бьшо посто нным при изменении тока нагрузки и входного напр жени  ИСН. В данном ИСН за счет введени  аналогового перемножител  напр жени  происходит изменение крутизны пилообразного напр жени  по определенному закону так, что при посто нстве напр жени  UQJ, происходит изменение длительности импульсов U«/ обратно пропорциональное изменению 44 входного напр жени  ИСН, и выходное напр жение ИСН поддерживаетс  посто нным (при посто нном сопротивлении нагрузки). Этот процесс иллюстрируетс  временными диаграммами фиг. 2. Регулировочна  характеристика ИСН с широтно-импульсной модул цией может быть представлена выражением (ив«- ост -К-1ц. О) потери напр жени  в силовом ключе; относительна  длительность импульсов, поступающих на вход LCD-фильтра; период следовани  импульсов длительностью t., ток нагрузки; г - сопротивление потерь в LCD-фильтре. Пульсаци ми выходного напр жени  ИСН пренебрегаем. Дп  известного импульсного стабилизатора регулировочна  характеристика (1) записьшаетс  в виде и - 1Уо1П Уе,а)1Ка(у„-уост) , (2) Ш1 UM-Ue«-K y . где DO - напр жение источника опорного напр жени ; п - коэффициент передачи делител  напр жени ; Kjj - коэффициент усилени  усилите:д  ошибки. Регулировочна  характеристика ИСН может быть представлена выражением и iy iniyB iibb-iy6x:Ue.cil . п ) ши. и,, з) Полагаем, что значени  К, U., п, Ц такие как и дл  известного стабилизатора . По определению коэффициент стабилизации К - , ива.(О) и в, (О) где и, (О), (О) - напр жени , вблизи которых определ етс  коэффициент стабилизации. Тогда коэффициент стабилизации дл  известного стабилизатора V 1+ . (АЛ UM UM Дп  предлагаемого ИСН коэффихщент стабилизации o-Uocrl ПКо-Uex Вх / в и (5) получают в том Выражени  (4) случае, когда и и ток нагрузки не 5 завис т от входного напр жени , а сопротивление потерь г пренебрежимо мало. Очевидно, что единицей в выражени х (4) и (5) можно пренебреч ( при достаточно большом К), Поэтом выигрыш в коэффициенте стабилизации предлагаемого ИСН по сравнению с из вестным К «lO. i и„„.к. К, Поскольку и- вх мин то выражение принимает вид ивы.1+Уас1 и ej,jsinj - OlT ОСГ В частности, если выходное напр  жение ИСН Ug, 5 В, 1,5 В, то выигрыш составит 4,3. Так как обратный ход напр жени  пилообразной формы нелинеен, логй 46 ческий элемент И 9 осуществл ет блокировку силового ключа во врем  обратного хода пилообразного напр жени , чтобы исключить зависимость длительности импульса U от модул ции заднего фронта пилообразного напр жени . Ограничитель 7 амплитуды служит дл  того, чтобы в случае возникновени  возмущени  скачкообразного вида на выходе ИСН быстрее перевести его в релейный режим, что обеспечит toнимальную длительность переходного так как U выбираетс  процесса. меньше U, ост. МОКР Таким образом, изобретение обеспечивает более высокий коэффициент стабилизации ИСН, а также возможность выполнени  схемы управлени  по интегральной технологии.1 "The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply units of various electronic equipment. Known pulse voltage regulator (ISN), which contains a power switch, error amplifier, reference voltage source, LCD filter, threshold element, switching circuit with a power switch and two keys of the sawtooth voltage driver, integrator on the operational amplifier L. The presence of two capacitors in the driver The sawtooth voltage and the integrator, which cannot be selected independently, is a significant disadvantage of this scheme, especially in the case of its manufacture using an integrated technology. The choice of capacitance values for these capacitors is determined by the required switching frequency of the power switch; therefore, it is not possible to manufacture them on a substrate using methods of integral technology. The closest in technical essence to the invention is an SIV containing, between its input and output, a series-connected power switch and a BSV filter, a voltage divider connected in parallel with the output terminals, an error amplifier, an inverting input connected to the output of the voltage divider, a reference source voltage connected between the non-inverting input of the error amplifier and the common bus, a comparator, a non-inverting input connected to the output of the error amplifier with an inverting input - with a sawtooth generator direct voltage and the output - to the control input of the power key. 2j A disadvantage of the known device is a low stabilization factor with a significant change in the input voltage. The purpose of the invention is to increase the coefficient of abilization. The goal is achieved by the fact that the pulse voltage regulator containing between the input and output pins a series-connected power switch and LCD filter voltage divider connected in parallel to the output voltages, an error amplifier, an inverting input connected to the output of the voltage divider, a source of reference voltage . I 4 connected between the non-inverting input of the error amplifier and the common bus, a comparator connected to the output of the error terminal, a non-inverting 2-way input, a sawtooth generator, an analog voltage multiplier, an amplitude limiter and a logic element I, and a sawtooth voltage generator are made with a pulse output that forms a negative rectangular pulse during the reverse voltage of a sawtooth voltage, the first input of the analog voltage multiplier is connected to the input of a pulse Foot stabilizer voltage analog multiplier second input voltage is connected to the main output of the sawtooth generator via analog multiplier amplitude limiter output is connected to the inverting input of the comparator, the comparator output is connected to the first input of the logic. And, the second input of the logic element And is connected to the pulse output of the sawtooth generator, and the output of the logic element And is connected to the control input of the power switch. , FIG. i shows the functional diagram of the proposed ISN; in fig. 2 Timing Diagrams 1, explaining the principle of the formation of width-modulated pulses arriving at the input of the LCD filter | in fig. 3 - sawtooth and pulse voltage generator. ACI (Fig. I) contains between the input and output serially connected power switch I and LCD filter 2, voltage divider 3 connected in parallel to the device outputs, amplifier 4 errors, inverting input connected to the output of voltage divider 3, noninverting input - to the source 5 of the reference voltage, which is connected to the common bus with the second output. The output of error amplifier 4 is connected to a non-inverting input of comparator 6, the inverting input of which through limiter 7 of amplitude is connected to the output of the analog multiplier 8 of the voltage, the output of the comparator 6 is connected to the first input of the logic element 9. The input 0 of the analog multiplier 8 voltage connected to the input of a pulse voltage regulator, input 11 3c by a voltage output of the sawtooth form of the generator 12 of the sawtooth to the voltage. The pulse output generator 12 of the sawtooth voltage is connected to the second input of the logic element 9, the output of which is connected to the control input of the power switch 1. The yen can function normally only when the input voltage U exceeds a certain minimum voltage,. The output voltage of the analog voltage multiplier and can be represented by the expression U ,,. and. Ku, where and. ,, is the voltage at the first input of the analog voltage multiplier; Un is the sawtooth voltage at the second input of the analog multiplier, voltage; K (1 is the coefficient of proportionality, the value of which is determined by the internal property of the analog voltage multiplier and can be chosen as necessary. Suppose that the condition ,,. And ", whence / Ug, is satisfied for some input voltage. the voltage, the sawtooth voltage without amplitude variation is fed to the input of the amplitude limiter 7. The limiting voltage of the amplitude limiter 7 is selected at the level of the maximum amplitude U, j (sawtooth voltage). circuit feedback: voltage divider 3, error amplifier 4, comparator 6, pulse duration Ujj (Fig. 2) is maintained so that the output voltage Ug ,,, ISN is constant when the load current and input voltage change In this ISN, by introducing an analog voltage multiplier, the steepness of the sawtooth voltage changes according to a certain law so that when the voltage UQJ is constant, the pulse duration U "/ is inversely proportional to the change in 44 input voltage SRI, and the output voltage of the SNV is kept constant (with constant load resistance). This process is illustrated in the time diagrams of FIG. 2. The adjusting characteristic of a pulse-pulse-modulated power supply system can be represented by the expression (i v "- stop-K-1c. O) voltage loss in the power switch; the relative duration of the pulses entering the input of the LCD filter; pulse duration period t., load current; g - loss resistance in the LCD filter. The pulsations of the output voltage of an SPV are neglected. Dp of the known impulse stabilizer, the adjustment characteristic (1) is written in the form of and - 1Uo1P Yea, a) 1Ka (y = -ost), (2) Ø1 UM-Ue ″ -K y. where DO is the voltage source of the reference voltage; n is the transfer coefficient of the voltage divider; Kjj - gain gain factor: d errors. The adjustment characteristic of an SIV can be represented by the expression and iy iniyB iibb-iy6x: Ue.cil. n) shi. and ,, h) We assume that the values of K, U., p, C are the same as for the known stabilizer. By definition, the stabilization factor K -, willow. (O) and b, (O) where and, (O), (O) are the voltages near which the stabilization factor is determined. Then the stabilization factor for the known stabilizer V 1+. (AL UM UM Dp of the proposed SIV the stabilization factor o-Uocrl PKO-Uex I / V and (5) are given in Expressions (4) when and the load current does not depend on the input voltage, and the loss resistance g is negligible Obviously, the unit in expressions (4) and (5) can be neglected (with a sufficiently large K). Therefore, the gain in the stabilization factor of the proposed IED compared to the well-known K "lO. i and„ „. K. K, Since i is in min, the expression takes the form of a willow. 1 + Уас1 and ej, jsinj - OlT ОСГ In particular, if the output voltage of the voltage supply voltage is Ug, 5 V, 1.5 V, then the gain is 4,3. Since the reverse voltage of the sawtooth is nonlinear, the logic element I 9 locks the power switch during the reverse movement of the saw voltage to eliminate the dependence of the pulse duration U on the modulation of the falling edge of the sawtooth voltage. 7, the amplitude is used so that in the event of a jump-like perturbation at the output of the SPE, it is faster to transfer it to the relay mode, which will ensure the minimum duration of the transient, since U is selected for the process. less u stop MOCR Thus, the invention provides a higher stabilization factor of the SPE, as well as the possibility of implementing an integrated technology control scheme.

Claims (1)

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий между входным и выходным выводами последовательно включенные силовой ключ и LCD-фильтр, делитель напряжения, включенный параллельно выходным выводам, усилитель ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делителя напряжения, источник опорного напряжения, включенный между неинвертирующим входом усилителя ошибки и общей шиной, компаратор, неинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор пилообразного напряжения’, о т л и ч ающийс я тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации, введены аналоговый перемножитель напряжения, ограничитель амплитуды и логический элемент И, а генератор пилообразного напряжения выполнен с импульсным выходом, формирующим прямоугольный импульс отрицательной полярности во время обратного хода напряжения пилообразной формы, причем первый вход аналогового перемножителя напряжения соединен с входом импульсного стабилизатора напряжения, оэторой вход аналогового g перемножителя напряжения подключен к основному выходу генератора пилообразного напряжения, выход аналогового перемножителя напряжения через ограничитель амплитуды соединен с инвертирующим входом компаратора, выход компаратора подключен к первому входу логического элемента И, второй вход логического элемента И соединен с импульсным выходом генератора пилообразного напряжения, а выход логического элемента И подключен к управляющему входу силового ключа.A PULSE VOLTAGE STABILIZER containing between the input and output terminals a power switch and an LCD filter connected in series, a voltage divider connected in parallel with the output terminals, an error amplifier, an inverting input connected to the output of the voltage divider, a reference voltage source connected between the non-inverting input of the error amplifier and the common bus, a comparator, a non-inverting input connected to the output of the error amplifier, a sawtooth voltage generator, which stabilization coefficient, an analog voltage multiplier, an amplitude limiter and a logic element And are introduced, and a sawtooth voltage generator is made with a pulse output forming a rectangular pulse of negative polarity during a reverse voltage ramp, the first input of an analog voltage multiplier connected to the input of a pulse voltage regulator, This input of the analog g voltage multiplier is connected to the main output of the ramp generator, you the analog voltage multiplier travel through the amplitude limiter is connected to the inverting input of the comparator, the output of the comparator is connected to the first input of the logical element And, the second input of the logical element And is connected to the pulse output of the sawtooth generator, and the output of the logical element And is connected to the control input of the power switch. напряжения не могут является этой схе1 ·voltages cannot be this circuit
SU833572858A 1983-04-06 1983-04-06 Pulse voltage stabilizer SU1130844A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833572858A SU1130844A1 (en) 1983-04-06 1983-04-06 Pulse voltage stabilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833572858A SU1130844A1 (en) 1983-04-06 1983-04-06 Pulse voltage stabilizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1130844A1 true SU1130844A1 (en) 1984-12-23

Family

ID=21056814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833572858A SU1130844A1 (en) 1983-04-06 1983-04-06 Pulse voltage stabilizer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1130844A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Сазонов В. В. Компенсационнопараметрические импульсные стабилизаторы посто нного напр жени . М., Энергоатомиздат, 1982, с. 25, рис. 15. 2. Букреев С. С. Силовые электронные приборы. М., Радио и св зь 1982, с. 197, рис. 11.9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040136213A1 (en) Step-down circuit, power supply circuit, and semiconductor integrated circuit
US3513400A (en) Analog to pulse width conversion system including amplitude comparators
KR880010548A (en) Voltage level setting circuit
EP0547916B1 (en) A voltage regulator control circuit
SU1130844A1 (en) Pulse voltage stabilizer
US4149150A (en) Display device
SU1617426A1 (en) Stabilized source of bipolar voltage
SU1665349A1 (en) Device for voltage variation rate limiting
SU1262456A1 (en) Versions of device for bilateral tolerance checking of voltage
SU474816A1 (en) Relay operational amplifier
SU983647A1 (en) Device for checking voltage with bilateral tolerance
SU953707A1 (en) Linear changing voltage generator
SU1262534A1 (en) Diode-resistive non-linear element without reference voltages
SU1030962A1 (en) Sawtooth current generator
SU1334358A1 (en) Glass d amplifier
SU807324A1 (en) Device for discriminating maximum voltage
JPH06505135A (en) Time/voltage conversion method and device
SU935892A1 (en) Ac voltage stabilizer
SU679966A1 (en) Pulsed dc voltage stabilizer
SU917332A1 (en) Pulse-width modulator
SU1041984A1 (en) Voltage difference converter
RU2025040C1 (en) Voltage comparator
SU541180A1 (en) Integrator
SU1157650A1 (en) Square-wave generator
SU1270877A2 (en) Variable generator