SU1361523A1 - Импульсный стабилизатор переменного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани  радиоэлектронной аппаратуры . Цель - расширение диапазона регулировани  и уменьшение коммутационных перегрузок. Энерги , запасенна  в первой обмотке дроссел  1 за врем  открытого состо ни  ключа 2, передаетс  в нагрузку посредством второй обмотки дроссел  за врем  открытого состо ни  ключа 3. Управление ключами 2 и 3 осуществл етс  посредством узла 4 управлени  и логического инвертора 5. Дл  уменьшени  коммутационных перегрузок имеютс  цепи в виде обмоток дроссел  9 и диодно- резистивных цепочек 10 и 11. 1 ил. S. лФЗЕка чжапкв

Description

10

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани  радиоэлектронной аппара- туры.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона регулировани  и умен ьшениё коммутационных перегрузок

На чертеже представлена функцио- нальна  схема импульсного стабилизатора переменного напр жени .

Стабилизатор содержит дроссель 1, двухпол рные ключи 2 и 3, узел 4 управлени , логический инвертор 5, конденсатор 6, Каждый из двухпол р- ных ключей 2 и 3 состоит из диодного выпр мительного моста 7, однопол р- ного ключевого регулирующего элемента 8, обмотки 9 дополнительного дроссел , диода 10 и резистора 11. К вы- 20 ходу стабилизатора подключена нагрузка 12. Перва  обмотка дроссел  11 подключена к входу стабилизатора через двухпол рный ключ 2, а втора  его обмотка 12 соединена с выходом 25 стабилизатора, шунтированного конденсатором б, через двухпол рный ключ 3.- Выход стабилизатора подключен к входу узла 4 управлени , выход которой соединен с управл ющим входом ключа 2 и через логический инвертор 5 подключен к управл ющему входу ключа 3.Причем оба двухпол рных ключа выполнены в виде выпр мительного моста

15

30

7, в диагональ посто нного тока каж- энерги  запасаема  дросселем 1 и пеJiJ .

цого из которых включены последовательно соединенные однопол рный ключевой регулирующий элемент,например транзистор 8, и одна из обмоток дополнительного двухобмоточного дроссел  9, кажда  из которых шунтирована последовательно соединенными диодами 10 и резистором 11. При этом отношение витков обмоток дроссел 

1равно отношению витков обмоток до- полнительного дроссел  9.

Стабилизатор работает следующим образом.

Частота переключени  ключей 2 и 3 выбираетс  на много выше частоты питающей сети, а поскольку на их управл ющие входы поступают инверсно противоположные сигналы,открьшаютс  они попеременно.При открытом ключе

2в обмотке дроссел  1.1 протекает ток и в нем накапливаетс  избыточна  электромагнитна  энерги .Ключ 3 в этом режиме закрыт и нагрузка 12 потребл ет энергию, запасенную конредаваема  во врем  паузы в нагрузку . В результате амплитуда выходного напр жени  остаетс  посто нной.

При увеличении входного напр же- 40 ни  или увеличении сопротивлени  нагрузки узел управлени  укорачивает импульс тока, протекающий через обмотку дроссел  1.1 и увеличивает длительность паузы. При этом амплитуда выходного напр жени  также остаетс  посто нной.

Чтобы исключить возможные коммутационные перегрузки по току,когда один из двухпол рных ключей 2 и 3 уже открылс ,а второй не успел еще закрытьс ,каждьш из них выполнен в виде выпр мительного диодного моста 7, в диагональ посто нного тока которого включены последовательно соеди- gg ненные диодом 10 и резистором 11.

Токи через первую и вторую обмотки дополнительного дроссел  всегда не меньше, чем соответствующие токи через первую и вторую обмотки дрос50

0

0 5

денсатором 6.После закрывани  ключа 2 начинаетс  протекание тока через открывшийс  ключ 3 и обмотку дроссел  1,2, сопровождающеес  переходом энергии, накопленной в дросселе 1 в конденсатор 6 и нагрузку 12.Величина вольтосекундной площади на обмотках дроссел  1 во врем  открытого состо ни  ключа 2 равна и противоположна по знаку вольтсекундной площади на них во врем  открытого состо ни  ключа 1 на первую обмотку дроссел  поступает синусоидальное сетевое 5 напр жение,форма выходного напр жени  представл ет из себ  ломанную кривую, огибающа  которой может как угодно близко приближатьс  к синусоиде , амплитуда которой зависит от отношений витков вторичной и первичной обмоток дроссел  1 и скважности импульсов на выходе схемы 4 управлени  .

Посто нна  амплитуда переменного напр жени  поддерживаетс  автоматически узлом 4 управлени , изменением скважности импульсов на ее выходе. Если входное н апр жение уменьшилось или уменьшилось сопротивление нагрузки , схема управлени  начинает измен ть скважность в сторону увеличени  длительности открытого состо ни  ключа 2 и уменьшени  длительности паузы . Таким образом, увеличиваетс 

0

редаваема  во врем  паузы в нагрузку . В результате амплитуда выходного напр жени  остаетс  посто нной.

При увеличении входного напр же- 0 ни  или увеличении сопротивлени  нагрузки узел управлени  укорачивает импульс тока, протекающий через обмотку дроссел  1.1 и увеличивает длительность паузы. При этом амплитуда выходного напр жени  также остаетс  посто нной.

Чтобы исключить возможные коммутационные перегрузки по току,когда один из двухпол рных ключей 2 и 3 уже открылс ,а второй не успел еще закрытьс ,каждьш из них выполнен в виде выпр мительного диодного моста 7, в диагональ посто нного тока которого включены последовательно соеди- g ненные диодом 10 и резистором 11.

Токи через первую и вторую обмотки дополнительного дроссел  всегда не меньше, чем соответствующие токи через первую и вторую обмотки дрос0

сел  1. Это соотношение не мен етс  при переключении ключей 2 и 3, так как дроссели 9 и 1 выбираютс  с одинаковым отношением витков первой и второй обмоток. Разностные токи,равные разности токов в соответствующих катушках дросселей 9 и 1,протекают по цеп м: обмотки дополнительного дроссел  9, диоды 10, резисторы 11. Поэтому при переключении ключей 2 и 3 на них не возникает коммутационных перегрузок по напр жению.

Во врем  переходного процесса при переключении двухпол рных ключей 2 и 3, когда оба транзистора 8 открыты практически все входное напр жение падает на первой обмотке дроссел  9, а все выходное - на второй.При этом токи через обмотки дроссел  9 начи- нают увеличиватьс , увеличива  энергию в дросселе 9, так как на обоих обмотках падает положительное напр жение . Но поскольку ток через ключи 2 и 3 не превьш1аёт токов соответственно через первую и вторую обмотку дроссел  9, которые не могут изме- нитьс  мгновенно, тем самым исключаютс  коммутационные перегрузки по току во врем  переходногЪ процесса.

После окончани  переходного процесса избыточна  энерги , наполненна  дросселем 9 за врем  переключени  и определ ема  токами в его обмотках , рассеиваетс  на диоды 10 и резисторы 11. При этом параметры резисторов 11 выбираютс  так,чтобы до следующего переключени  ключевых элементов разностные токи стали равными нулю,

Благодар  введенным средствам увеличиваетс  диапазон регулировани  вькодного напр жени  и обеспечиваетс  возможность гальванической разв зки между входом и выходом стабилиза тора. Кроме того, построение схемы

Редактор Н.Рогулич

Составитель О.Овс нников

Техред М.Дидык сКорректор С.Шекмар

Заказ 6282/47 Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

позвол ет ойтимизировать режимы ключевых элементов, за счет оптимального выбора отношени  витков обмоток дроссел  1,что особенно важно в тех случа х,когда требуетс  стабилизиро- вать напр жение,амплитуда которо го значительно отличаетс  от амплитуды входного напр жени .Достоинством устройства  вл етс  также отсутствие ком- мута1щонных перегрузок,чТо увеличивает надежность схемы и уменьшает потери в ней.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Импульсный стабилизатор переменного напр жени , содержащий последовательно включенные между входными выводами дроссель и двухпол рный ключ, вьшолненный в виде диодного моста с диагональным включением регулирующего элемента, управл ющий вход которого подключен к выходу узла управлени ,входом подключенного к вькодным выводам,второй двухпол рный ключ, подключенный к одному из выходных выводов, конденсатор, подключенный параллельно выходным выводам, отличающийс  тем,что, с целью расширени  диапазона регулировани  и уменьшени  коммутацион- ных перегрузок,в него введены логический инвертор, включенный между выходом узла управлени  и управл ющим входом регулирующего элемента второго двухпол рчого ключа,выполненного аналогично первому,Дроссель снабжен второй обмоткой, включенной между вторым двухпол рным ключом и другим выходным выводом, а регулирующие элементы указанных ключей выполнены в виде транзистора, в силовые цепи которых включены шунтиро - ванные диодно-резистивнь1ми цеп ми обмотки введенного дополнительного дроссел .