SU1487136A1

SU1487136A1 - Стабилизированный конвертор

Info

Publication number: SU1487136A1
Application number: SU874291054A
Authority: SU
Inventors: Vladimir E Bondarenko; Vladimir N Knysh
Original assignee: Vladimir E Bondarenko; Vladimir N Knysh
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности в режимах быстроизменяющегося сопротивленйя нагрузки от бесконечности до нуля. Увеличение импульса тока с блока контроля тока 3 выше определенного значения при2

водит к изменению работы дифференциального усилителя тока 7, который за время импульса заряжает конденсатор 5 до определенной величины И_с . После окончания импульса тока конденсатор 5 начинает разряжаться стабилизатором тока 11. Если к определенному моменту времени и_с превышает пороговое, напряжение, компаратор 6 не сбрасывается и напряжение на его выходе присутствует. В работе конвертора происходит пропускание одного рабочего такта. При дальнейшем росте амплитуды тока происходит дальнейший заряд конденсатора 5 и пропуск большего количества рабочих тактов. д

51) 1487136

>

Фм.1

3

1087136

4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах электропитания, в том числе для фотолитографического оборудования.

Цель изобретения - повышение надежности в режимах быстроизменяющегося сопротивления нагрузки от бесконечности до нуля.

На фиг. 1 приведена функциональная схема стабилизированного конвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Стабилизированный конвертор содержит силовую часть 1, блок 2 управления конвертором, блок 3 контроля тока, источник 4 опорного напряжения, конденсатор 5, компаратор б, дифференциальный усилитель 7, диоды 8 и 9, ключ Ю, стабилизатор 11 тока, нагрузку 12, усилитель 13. тока, источник 14 напряженияс

Выходные цепи конвертора соединены с нагрузкой 12 и блоком 2 управления, выход которого соединен с управляющим, входом силовой части 1 конвертора. Токовый выход силовой части 1 конвертора соединен с блоком 3 контроля тока, выход которого ^подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 7 и через диод 8 - к неинвертирующему входу компаратора 6. Инвертирующие входы компаратора б и дифференциального усилителя 7 подключены к источнику 4 опорного напряжения. Выход дифференциального усилителя 7 постоянного тока подключен к входу усилителя 13 тока, выход которого соединен с одним из выводов конденсатора 5, стабилизатора 11 тока и через диод 9 подключен к неинвертирующему входу компаратора 6. Выход компаратора 6 соединен с управляющим входом силовой части 1 конвертора и выходом ключа 10, вход которого подключен к блоку 2 управления конвертором. Выход источника 14 напряжения подключен к одному из выводов'источника 4 опорного напряжения, дифференциального усилителя 7 и усилителя 13 тока. Вторые выводы конденсатора 5 и стабилизатора 11 тока соединены вместе и подключены к общей минусовой шине питания.

На фиг. 2 и в описании использованы следующие обозначения: и _В)(-входг ное напряжение питающей сети; и„_0[!,—

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

фиксированное пороговое значение напряжения, поступающего с выхода источника 4 опорных напряжений на инвертирующий вход компаратора 6;

- прямое напряжение диода 8;

Ц ^9 - прящое напряжение диода 9; ' и д - разница напряжений, поступающих от источника опорных напряжений на входы дифференциального усилителя 7 и компаратора 6; и _πΰρι + и напряжение на выходе блока 3 контроля тока, при котором срабатывает компаратор 6; и + и 9 - напряжение на выходе блока 3 контроля тока, при котором срабатывает дифференциальный усилитель 7; и_е4- выходное напряжение блока 2 управления конвертором, подаваемое на ключ 10, который осуществляет сброс компаратора; и с ~ напряжение на конденсаторе 5; и у - напряжение на выходе блока 3 контроля тока; и - управляющее выходное напряжение блока 2 управления конвертором, подаваемое на управляющий вход конвертора 2; и _к - напряжение на выходе компаратора 6; II - напряжение на выходе: блока 3 контроля тока, превышающее пороговое значение; ί„ - рабочая частота преобразования конвертора;

1_Н - ток нагрузки; К - коэффициент преобразования тока нагрузки вовыходное напряжение устройства контроля тока, учитывающий также превышение тока, при котором начинает срабатывать компаратор 6,над номинальным значением тока нагрузки;

- напряжение на первом выходе источника 4 опорного напряжения;

Ц_г - напряжение на втором выходе источника 4 опорного напряжения.

Стабилизированный конвертор работает следующим образом.

При подаче входного напряжения Ц_# , силовая часть 1 конвертора начинает вырабатывать напряжение постоянного уровня, стабилизация которого осуществляется блоком 2 управления. С силовой части 1 конвертора на вход блока 3 контроля тока поступает информация о величине тока нагрузки 12 силовой части 1 конвертора, на выходе которого вырабатываются импульсы напряжения с амплитудой, пропорциональной величине тока нагрузки ( фиг.2а), причем информация поступает о мгновенном значении каждого из импульсов тока, частота следования

5 14871

которых фиксирована и задается блоком 2 управления.

При токе нагрузки'12 выше номинальной величины в момент времени £_{2 5}

напряжение на выходе блока 3 контроля тока достигает значения и_Лс,_р,+ и происходит срабатывание компаратора 6 (фиг. 2г) , который в свою очередь блокирует импульсы управления (фиг ю (фиг. 26), поступающие с блока 2 управления на силовую часть 1 конвертора. Таким образом, осуществляется стабилизация амплитуды тока конвертора на уровне ΚΙ _н = и_Пор1 за счет 15 ограничения длительности импульса (фиг. 2а). Такая стабилизация амплитуды тока конвертора происходит до момента, пока длительность импульса тока конвертора не достигнет мини- 20 мального (С_о - Ц) значения (фиг.2а), которое может сформировать блок 2 управления. Эта длительность определяется инерционностью линии передачи сигнала превышения тока. Под- 25 готовка силовой части 1 конвертора к каждому следующему такту работы осуществляется посредством сигналов сброса и_с6, подаваемых от блока 2 управления (фиг. 2в) к ключу 10. 30

При быстром изменении сопротивления нагрузки 12 до нулевого значения длительность импульса тока силовой части 1 конвертора минимальна (фиг. 2д), однако достаточна для развития амплитуды тока конвертора.

Это особенно проявляется при больших выходных напряжениях конвертора. Увеличение импульса тока с блока 3 контроля тока выше значения и _ПОР1+и приводит к изменению работы дифференциального усилителя 7 тока, который за время импульса (б ₀ - С,) заряжает конденсатор 5 до определенной величины и_с (фиг. 2е). После окончания импульса тока конденсатор 5 начинает разряжаться стабилизато-; ром 11 тока. Если к моменту времени IЦ и _с превышает величину и_ПОр,, компаратор 6 не сбрасывается и напряжение на его выходе присутствует (фиг. 2ж). В работе конвертора происходит пропускание одного рабочего такта. При дальнейшем росте амплитуды тока (фиг. 2е, момент времени С₅) происходит дальнейший заряд конденсатора 5 и пропуск большего количества рабочих тактов (С_{,

С.·, и т.д. ) .

36 6

Таким образом, практически без задержки происходит увеличение скважности управляющих сигналов конвертора 1 и исключается многократное увеличение амплитуды тока.

Ограничение тока конвертора при быстром изменении сопротивления нагрузки от бесконечности до нуля способствует повышению надежности его работы в 2-3 раза по сравнению с прототипом и позволяет расширить функциональные возможности конвертора за счет его использования в системах питания для фотолитографического оборудования.

Claims

Формула изобретения

Стабилизированный конвертор, содержащий силовую часть, имеющую выходные шины, управляющий вход и токовый выход, блок управления конвертором, прямой выход которого подключен к управляющему входу силовой части конвертора, а вход - к выходным шинам, блок контроля тока, вход которого соединен с токовым выходом силовой части конвертора, источник опорного напряжения, источник напряжения и конденсатор, отличающийся тем, что, с 'целью повышения надежности в режимах быстроизменяющегося сопротивления нагрузки от бесконечности до нуля, в него введены компаратор, дифференциальный усилитель, усилитель тока, стабилизатор тока, ключ, первый и второй диоды, причем выход блока контроля тока соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и через первый диод подключен к неинвертирутащему входу компаратора, инвертирующий вход которого подключен к первому выходу с напряжением и^· источника опорного напряжения, а выход - к управляющему входу силовой части конвертора и силовому выводу ключа, причем управляющий вход ключа соединен с инверсным выходом блока управления конвертора, общий выход ключа подключен к отрицательному выводу питания источника напряжения, блока управления конвертором, блока контроля тока и источника опорного напряжения, второй выход с напряжением иг, источника опорного напряжения соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, причем и2?И, , при этом питающий выΊ

1487136

8

ход дифференциального усилителя соединен с силовыми входами источника опорного напряжения и усилителя то- , ка и подключен к положительному выводу питания источника напряжения, выход дифференциального усилителя соединен с входом усилителя тока, выход которого подключен к одним из

выводов конденсатора и стабилизатора тока и через второй диод - к неинвер тирующему входу компаратора, при этом другие выводы конденсатора и стабилизатора, а также общие выводы дифференциального усилителя и компаратора подключены к отрицательному выводу питания источника напряжения.