SU1427352A1 - Многоканальный стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в радиоаппаратуре, требующей дл  своей работы р да стабилизиро ванньк напр жений. Цель - повьшение КПД и надежности. Преобразователь 1 преобразует поступающее на вход посто нное напр жение в пр моугольные импульсы шириной, управл емой с управл ющих входов преобразовател ,причем увеличению управл ющего сигнала соответствует сужение этих импульсов . Странсформированные выходным трансформатором 2 импульсы вьтр м- л ютс  и сглаживаютс  блоками 3.1- 3.N выпр млени , на выходах которых получаютс  преобразованные по величине посто нные напр жени , которые и . подаютс  на выходы. Блок 4 защиты защищает нагрузки от опасного повышени  выходного напр жени  канала с S (Л с

Description

1 ю со ел

tsD

при его холостом ходе и защищает стабилизатор от перегрузки по данному каналу. Ток нагрузки канала с помощью трансформатора 5 тока, нагруженного на эталонную нагрузку 6, измер етс  пиковым детектором 7. При, снижении тока внешней нагрузки до минимально допустимого значени , задаваемого первым пороговым элементом 8, управл ема  нагрузка 9 полностью или частично подключаетс  к выходу канала, предотвраща  его холостой ход. При возрастании тока на грузки до максимально допустимого

значени , задаваемого вторым пороговым элементом 10, замыкаетс  цепь обратной св зи по току через второй управл ющий вход преобразовател  1, котора  переводит стабилизатор в режим стабилизации максимального тока нагрузки в перегруженном канале. Ширина импульсов преобразовател  1 при этом сужаетс , пропорционально снижаютс  напр жени  на выходах всех каналов . При устранении перегрузки напр жени  на выходах каналов восстанавливаютс  автоматически. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в различной радиоаппаратуре, требущей дл  своей работы р да стабилизированных напр жений.

Цель изобретени  - повыщение КПД и надежности стабилизатора.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема многоканального стабилизатора посто нного напр жени ; на фиг.2 - вариант вьшолнани  блока за щиты многоканального стабилизатора посто нного напр жени .

Стабилизатор содержит преобразователь 1 посто нного напр жени  в переменное с управл ющим модул цией ширины импульсов входом и с выходным трансформатором 2, по числу N каналов блоки 3.1-3.N вьшр млени , один из них максимально стабильный, при этом ввод питани  преобразовател   вл етс  входом стабилизатора а выходы каналов - выходами стабилизатора, а также по крайней мере один блок 4 защиты , входные выводы которого включены между одним из выходов выходного трансформатора 2 и входом одного из блоков 3 выпр млени , а выход Подключен к выходу того же блока выпр млени ,  вл ющегос  выходом соответствующего канала, выход максимального стабильного канала подкхпочен к управл ющему входу преобразовател  1, при этом блок 4 защиты состоит из трансформатора 5 .тока, эталонного подгру- зочного элемента 6, последовательно соединенных детектора 7,

первого порогового элемента 8 и управл емого подгрузочного элемента 9,  вл ющегос  выходом блока 4 зашиты, а входные выводы трансформатора 5 тока  вл ютс  входными выводами блока

4защиты, а к выходу трансформатора

5тока подключены эталонный подгру- зочный элемент 6 и вход пикового детектора 7. Кроме того, в каждый блок

защиты введен второй пороговый элемент 10, выход которого подключен к управл ющему защитному входу преобразовател  1.

Стабилизатор работает следующим

образом.

Преобразователь 1 преобразует поступающее на вход посто нное напр жение в пр моугольные импульсы с щири- ной, управл емой с управл ющих входов преобразовател , причем увеличе- нию управл ющего сигнала соответствует сужение этих импульсов. Странс- формированные выходным трансформатором 2 импульсы выпр мл ютс  и сглаживаютс  блоками 3.1-3.N вьшр млени , на выходах которых получаютс  преобразованные по величине посто нные напр жени , которые и подаютс  на выходы.

Стабилизатор работает таким образом , что установившемус  режиму сооч ветствует определенное динамическое равновесие между шириной импульсов преобразовател  и напр жением на выходе максимально стабильного канала, подключенного к управл ющему входу преобразовател . Стабилизаци  напр жени  на выходе этого канала осуществл етс  как в однока- напьном стабилизаторе со сколь угодно высокой точностью, завис щей толь ко от стабильности источника опорного напр жени , вход щего в состав преобразовател , и от петлевого усилени  цепи след щей обратной св зи по напр жению.

Стабилизаци  напр жени  на других выходах стабилизатора обеспечиваетс  автоматически. Это объ сн етс  тем, что средние напр жени  на вторичных обмотках трансформатора и на выходах блоков выпр млени  с LC-фильтрами без потерь определ ютс  выражением:

и и

вх

Г v

где и

&х

амплитуда пр моугольного импульсного напр жени  н первичной обмотке трансформатора , равной напр жению на входе стабили- saTopaj

J - нормированна  ширина импульсов , равна  отношени длительности импульсов ,к периоду их следовани , п - коэффициент трансформации по k-му каналу. Если ширина импульсов J будет регулироватьс  таким образом, что при всех изменени х входного напр жени  напр жение на выходе одного из каналов будет оставатьс  посто нным, то этим будет обеспечено посто нство произведени  Ug у , численно равное минимальному напр жению на входе, при котором еще обеспечиваетс  стабилизаци  выходных напр жений (при

1)

вХ У 8 МИ

Это же посто нство означает также посто нство средних напр жений на всех других обмотках трансформатора следовательно, и стабильность выходных напр жений всех каналов, каждое из которых определ етс  своим коэффициентом трансформации

к вх мич

п

К

В реальных выпр мител х с потер ми некотора  нестабильность выходных напр жений вызываетс  изменени ми падени  напр жени  на внутренних выходных .сопротивлени х блоков выпр млени  при изменении тока нагрузки.

Однако выходные сопротивлени  блоков выпр млени  обычно много меньше минимального сопротивлени  нагрузки (иначе невозможно достижение высоких К1Щ) и стабильность пор дка единиц процентов достигаетс  без использовани  канальных стабилизаторов непрерывного действи , используемых в прототипе. Это справедливо, однако только в том случае, если ток на-- грузки канала не будет ниже критической величины

-1кр

и (,ии)

2 f L

tP

где J

f

минимальна  иирина импульсов при максимальном входном напр жении стабилиза- тора;

рабоча  частота преобразовател ,

индуктивность дроссел  LC-фильтра.

Дл  предотвращени  возможности снижени  токов через дроссели фильтров в блоках выпр млени  ниже критической величины, т.е. дл  защиты от опасного повышени  выходного на- пр жени  канала при его холостом ходе , служит введенный блок 4 защиты. Ток нагрузки канала равен амплитуде импульсов тока на входе блока 3 выпр млени , этот ток с помощью тран- сформатора 5 тока, нагруженного на эталонный подгрузочньй элемент 6, измер етс  пиковым детектором 7. При снижении тока внешней нагрузки до минимально допустимого значени , за- даваемого пороговым элементом 8, уп- равл емьш - подгрузочный элемент 8 полностью или частично подключаетс  к выходу канала. В номинальном режиме стабилизатора управл емый подгру- зочный элемент 8 мощности не потребл ет .

Блок 4 защиты служит как дл  защиты нагрузки от опасного повышени  выходного напр жени  канала при его холостом ходе, так и дл  защиты самого стабилизатора от перегрузки по. данному каналу. Ток нагрузки канала . с помощью трансформатора 5 тока, нагруженного на эталонный подгрузочный элемент 6, измер етс  пиковым детек-. тором 7. При снижении тока внешней нагрузки до минимально допустимого значени , задаваемого первым пороговым элементом 8, управл емый подгруэочный элемент 9 полностью или частично подключаетс  к выходу канала, предотвраща  его холостой ход. При возрастании тока нагрузки до максимально допустимого значени , задаваемого вторым пороговым элементом Ю, замыкаетс  цепь обратной св зи по току через второй управл ющий вход преобразовател  1, котора  переводит стабилизатор в режим стабилизации максимального тока нагрузки в перегруженном канапе.

Claims (2)

1. Многоканальньш стабилизатор посто нного напр жени , содержащий преобразователь посто нного напр жени  в переменное с упр авл ющим модул цией ширины импульсов входом и с выходным трансформатором, блоки выпр млени  по числу каналов, один из них максимально стабильный, при этом питающий вывод преобразовател  посто  нного напр жени  в переменное  вл етс  входным выводом, а выходы каналов - выходными выводами, отличающийс  тем, что, с повышени  КПД и надежности, в него введены по меньшей мере один блок защиты, входные выводы которого вклю

- -

-

уп р. 8/09

чены между одним из выходов ВЬЕХОДНО- го трансформатора и входом одного из блоков выпр млени , а выход подключен к выходу того же блока выпр млени  j  вл ющегос  выходом соответствующего канала, выход максимально стабильного канала подключен к управл ющему модул цией ширины импульсов входу преобразовател  посто нного напр жени  в переменное, при этом блок защиты состоит из трансформатора тока, эталонного подгрузочного элемента, последовательно соединен- ных пикового детектора, первого порогового элемента и управл емого подгрузочного элемента,  вл ющегос  выходом блока защиты, а входные вы°воды трансформатора тока  вл ютс  входными выводами блока защиты, причем к выходу указанного трансформатора тока подключены эталонный подгрузочный элемент и вход пикового детектора.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийс  тем, что в каждый блок защиты введен второй пороговый элемент, вход которого подключен к выходу пикового детектора, а выход каждого второго порогового элемента подключен к введенному управл ющему защитному входу преобразовател  посто нного напр жени  в переменное.

:±

П

Вшод 1

- -о

Втход/

Фиг.1

«sj

§§ -§.|