SU1511741A1 - Импульсный стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к источникам вторичного питани  радиоаппаратуры. Целью изобретени   вл етс  уменьшение массы и габаритов, расширение диапазона стабилизации выходного напр жени  и увеличение нагрузочной способности. Цель достигаетс  тем, что конденсатор 3 включен параллельно цепи из дроссел  1 и диода 2, включенных в одну из силовых шин. В другую силовую шину включены дроссель 11 и диод 12, зашунтированные конденсатором 13. К точкам соединени  дросселей и диодов подключены параллельные коммутирующие элементы 4 и 14. При этом конденсаторы 3 и 13 могут быть выполнены пол рными. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

Description

+ 0-

(Л d

сд

42

о -

Фиг.З

315

Изобретение относитс  к элетро- технике, в частности к вторичным источникам электропитани , и может быть использовано дл  питани  радио- электронной аппаратуры и в автомати- кео

Цель изобретени  - уменьшение массы и габаритов импульсного стабилизатора посто нного напр жени , а также расширение диапазона стабили - задии выходного напр жени  и увеличение нагрузочной способности.

На фиг о 1-4 представлены варианты схем импульсного стабилизатора по- сто нного напр женна j на фиг,5-7 диаграммы работы стабилизаторов.

На фиг о 1 представлен импульсньй стабилизатор посто нного, в котором между первым входным и выходным внво- дом последовательно включены дроссель 1 и диод 2, параллельно которым подключен конденсатор 3. К точке соединени  дроссел  1 с диодом 2 подключен параллельный коммутирующий элемент 4, управл ющий вход которого через узел управлени , вьшолнен ный на усилителе 5 и измерительном элементе 6, подключен к выходным выводам.

К импульсном стабилизаторе (фиг,2 конденсатор 3 - пол рный, поэтому между точкой его соединени  с диодом 2 и выходным выводом включен дополнительный коммутирующий элемент 7, управл ющий вход которого через дополнительньш узел 8 управлени , вьтолненный на усилительном 9 и измерительном 10 элементах, включен между точкой соединени  диода 2 с конденсатором 3 и одним из входных зажимов„

На фиг о 3 представлен импульсный стабилизатор напр жени  В нем в положительную щину последовательно включен дроссель 1 и диод 2, параллельно которым подключен конденсатор 3 К точке соединени  дроссел  1 и диода 2 подключен параллельньй коммутирующий элемент 4, управл ющий вход которого через узел управлени  на усилителе 5 и измерительном элементе 6 подключен к выходным выводам В отрицательную шину последовательно включены дроссель 11 и диод 12, параллельно которым подключен конденсатор 13о К точке соединени  дроссел  11 с диодом I2 подключен параллельный коммутирующий элемент 14, управл ю

1 4

щий вход которого соединен с узлой управлени „

В импульсном .стабилизаторе (фиг,4) конденсаторы 3 и 13 - пол рные, поэтому между точкой соединени  конденсатора 3 с диодом 2 и положительным выходным выводом включен последовательный коммутирующий элемент 7, управл ющий вход которого через узел 8 управлени , состо щий из усилительного 9 и измерительного 10 элементов, подключен между точками соединени  конденсаторов с диодами.

На фиг. 5Са-д) приведены диаграммы работы стабилизатора, где U - импульсы управлени , подаваемые на управл ющий вход коммутирующего элемента 4, i - эпюра тока через дроссель 1, i ( - эпюра тока через конденсатор 3, (, напр жение на дросселе 1, UG напр жение на конденсаторе 3, и 6j,ix напр жение на входе и выходе стабилизатора

На фиг, б (а-е) приведены диаграммы работы стабилизатора при скважности импульсов управлени  больше двух, на фиг, 7 (а-е), при скважности мень0

0

5

0

5

ше двух, и

Uy. импульсы управлени , подаваемые на управл ющие входы коммутирующих элементов, i, , i ц-J- эпюры токов через обмотки дросселей , i эпюра потребл емого тока , UQJ, UCA напр жение па конден- саторах„

Работа устройства осуществл етс  следующим образомо

В начальный момент времени на управл ющий вход коммутирующего элемента 4 поступает импульс управлени .При этом коммутирующий элемент 4 замыкает цепь, подключа  обмотку дроссел  1 к источнику входного напр жени „ В течение времени t накапливаетс  энерги  вследствие нарастани  тока по закону: ti

t в дроссел.е 1

L-.

г Ws.dt - -11,

H,W/

где 1 - ток через обмотку дроссел  1 ; LI - индуктивность обмотки дрос1

сел  I;

(0) - начальньй ток через обмотку дроссел  1 в момент включени  коммутирующего элемента 4с,

По срезу импульса управлени  ком- мутируюшлй элемент 4 размыкает цепь.

Ь,

5131

а ЭДС самоиндукции дроссел  1 в течение времени t, зар жает конденсатор 3 и питает нагрузку В течение времени t,. - t конденсатор 3 поддерживает напр жение на выходе стабилизатора за счет запасенной энергии . В момент времени t на управл ющий вход коммутирующего элемента 14 поступает импульс управлени  При этом коммутирующий элемент 14 замыкает цепь, подключа  обмотку дроссел  1 1 к источнику входного напр жени , В течение времени t.j- t в дросселе П накапливаетс  энерги  вследствие нарастани  тока по закоь

ч :

U,,dt + i,/0)

где L - ток через обмотку дроссел  11; L, - индуктивность обмотки

дроссел  1Ij L , (0) - начальный ток через об7

мотку дроссел .11 в момент включени  коммутирующего элемента 14, По срезу импульса управлени  коммутирующий элемент 14 размыкает цепь а ЭДС самоиндукции дроссел  1I в течение времени t - t зар жает конденсатор 13 и питает нагрузку. В течение времени t-,- t конденсатор 1 3 за счет запасенной энергии поддер- живает на выходе стабилизатора напр жени . Таким образом, выходное напр жение стабилизатора равно сумме .трех напр жений

и

йьш

с, + вх +

э

Если выходное напр жение отличаетс  от заданного, то узел управлени  преобразует сигнал рассогласовани  в последовательности импульсов, поступающих на. управл ющие входы коммутирующих элементов 4 и 14, измен   их скважность или частоту таким образом, чтобы выходное напр жение поддерживалось с необходимой точностью с.

В импульсном стабилизаторе () напр жение на выходе стабилизатора по вл етс  после зар да конденсатора 3 и 3 до некоторых значений Ucj О U, при которых на выходе дополнительного узла 8 управлени  по витс  сигнал , разрерлающий замыкание коммутирующего элемента 7

7416

При перегрузке стабилизатора цепочка 7,9,10 вьтолн ет защитные функции ,

Импульсньй стабилизатор посто нного напр жени  по сравнению с прототипом позвол ет расширить диапазон , в котором может быть стабилизировано выходное напр жение, за счет

0 последовательного включени  с источником входного напр жени  двух преобразователей , имеющих общий узел управлени  а

Узел управлени  наиболее прост в

5 реализации при синфазных сигналах на его выходах о Однако при смещении сигналов на выходах узла управлени  уменьшаютс  пульсации выходного напр жени  и снижаютс  помехи, наводи0 мые в первичную сеть. Максимальный эффект уменьп1ени  a mлитyды пульса- ,ции выходного напр жени  и снижени  помех, наводимых в nepBi-гчную сеть, достигаетс  при сдвиге импульсов уп5 равлени  на полпериода, так как при этом пульсации имеют удвоенную час- стоту и отбор мощности происходит более равномерно

0 Формул а изобретени 

Claims (2)

1.Импульсный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий последовательно включенные в одну из си- ловых шин между первыми входными и выходными выводами дроссель и диод, к точке соединени  которых подключен параллельньш коммутирующий элемент , управл ю1151Й вход через узел

Q управлени  соединен с выходными выводами и конденсатор, один вывод которого соединен с первым выходным выводом, вторые входные и выходной выводы объединены, отличаю 5 щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов, второй вывод конденсатора подключен к первому входному выводу

2.Стабилизатор по п 1, о т л и - 0 чающийс  тем, что, с целью

увеличени  нагрузочной способности, в него введены дополнительные коммутирующий элемент и узел управлени , а конденсатор выполнен пол рным, при- с чем дополнительный коммутирующий элемент включен между точкой соединени  диода и конденсатора и выходным вьгео- дом, а управл ющий вход дополнительного коммутир  ощего элемента подклю-I1

чен к выходу дополнительного узла управлени , вход которого подключен между точкой соединени  диода и конденсатора и одним из входных выводов Зо Стабилизатор по п. 1 , о т л и- ч ающий с   тем, что, с целью расширерш  ди п чона стабилизадии выходного напр жени , в него введены последовательно соединенные между вторыми входным и выходным выводами дополнительные дроссель и диод, за- шунтированные дополнительным конденсатором , к точке соединени  которых подключен дополнительный параллельный коммутирующий элемент, управл ющий вход которого подсоединен к введенному дополнительному выходу узла управлени , сигнал на котором либо синфазен с сигналом на основном выywx ..

-

2 йi/ffx

-офиг . 2

1 8

ходе, либо имеет сдвиг по фазе относительно него о

4о Стабилизатор по п 2, о т л и- чающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона стабилизации выходного напр жени , в него введены последовательно соединенные между вторыми входными и выходными выводами дополнительные дроссель и диод, за- шунтированные дополнительным пол рным конденсатором, к точке соединени  которых подключен дополнительный параллельный коммутируюпдай элемент, управл ющий вход которого соединен с введенным дополнительным выходом блока управлени , сигнал на котором либо синфазен с сигналом на основном выходе, либо сдвинут по фазе относительно него.

г

o-t

4Сг

I- 5

:d

iJdb/X

-офиг .1

ю -«Ю

rzll

и

Вых

ffi

а