SU1515153A1 - Импульсный стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитани  или преобразовател  напр жени  дл  радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  - повышение КПД путем снижени  энергетических потерь, повышение технологичности и расширение диапазона нагрузок. N накопительных конденсаторов 5 энергонакопителей 2 зар жаютс  до величины входного напр жени . Затем эти конденсаторы 5 поочередно в соответствии с сигналами блока 1 управлени  подсоедин ютс  параллельно выходному конденсатору 15. При этом происходит перераспределение энергии между накопительным 5 и выходным 15 конденсаторами. Поочередный разр д накопительных конденсаторов 5 происходит с частотой генератора 20 импульсов до тех пор, пока величина напр жени  на выходном конденсаторе не превысит величины эталонного напр жени  источника 18. КПД стабилизатора повышаетс  за счет снижени  энергетических потерь, т.к. в нем отсутствует дроссель, содержащий энергопередающие обмотки. Благодар  отсутствию дроссел  стабилизатор более технологичен, дешевле и поддаетс  процессу микроминиатюризации. Диапазон нагрузок расширен благодар  наличию N накопительных конденсаторов 5. 3 ил.

Description

315

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к стабилизированным источникам посто нного напр жени , и может быть использовано в качестве источника электропитани  или преобразовател  напр жени  дл  радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД путем снижени  энергетических потерь, пйвышенце технологичности и расширение диапазона нагрузок импульсного стабилизатора,

На фиг.1 приведена структурна  схема стабилизатора; на фиг.2 - диаграммы напр жений; на фиг.З - схема стабилизатора, вариант.

Стабилизатор содержит блок 1 управлени  и N энергонакопителей 2 (N 2). Каждьш энергонакопитель содержит по два коммутатора 3 и 4, пр1ием коммутатор 3 выполнен размы- karaniHM, а коммутатор 4 - замыкающим, один накопительный конденсатор 5, первым выводом соединенный с первыми выводами коммутаторов 3 и 4, и два диода 6 и 7, соединенных последова- Фельно и включенных встречно между общей шиной 8 и выходом 9 соответствующего энергонакопнтел  2. Обща  точка двух диодов 6 и 7 подключена к второму выводу -сонденсатора 5. Второй вывод коммутатора 3 соедипе с с входом 10 соответстиуюп его энергонакопител  2 и с входным выводом 1 Второй вывод коммутатора 4 соедннен с o6n,eii шиной 8. Первый 12 и второй 13 управл ющие входы каждого энерг о- накопител  2, соединенные соответственно с управл ющими входами обоих его коммутаторов 3 и 4, подключены к соответствуюиц1м выходам блока 1 управлени .

Выходы 9 всех энергонакопителей 2 соединены с входом фильтра 14 разр да, -выход которого подключен к первому выводу выходно1 О конденсатора 15 и к выходному выводу 16. Второй вывод выходного конденсатора 15 соединен с общей шиной 8.

Блок I управлени  содержит компаратор 17, первый вход которого соединен с ситочником 18 эталонного напр жени , второй вход - с входом блока 1 управлени , подключенного к выходному выводу 16, а выход - с первым входом элемента И 19, второй вход которого подключен к генератору 20 импульсов. Вход N-канального рас1534

прсделител  21 импульсов соединен с выходом элемента И 19, а 2 N выходов распределигел-  21 импульсов подклю-

2 чены к соответствуюцу м выходам блока 1 управлени ..

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени  работает следующим образом.

tO На фиг.2 приведены диаграммы напр жений , по сн ющие работу стабилизатора . Величина входного напр жени  Еg по модулю должна превышать величину эталонного напр жени 

15 источника 18. При подаче на входной вывод 11 посто нного напр жени  происходит зар д каждого накопительного конденсатора 5 по следующей цепи: коммутатор 3 - накопительный конден20 сатор 5 - первы диод 6. Koм гyтaтopы 3 при этом , . е. упранл ю- 1ДИЙ сигнал на не посгупает. До тех пор пока напр жение на В1,1ходном конденсаторе 15 будет меньше эталон него напр жени  источника 18, KOMtia- ратор 17 будет подавать единичный сигнал на элемент И 19, поэтому импульсы с ге}1ератор;1 20 будут прохо- цить через него -на вход распредели30 тел  21. На его 2 N выходах попарно и поочередно (с 1-го по N-ii выход ) будут по п. 1 тьс  управл ющие импульсы, которые в к JЖДoм из N зпсг Гон копителе 2 поочередно будут

35 размыкать (импульсы 22.I,...,22.N, фиг.2) коммутатор 3 и замыкать (импульсы 23.I,..,,23.N, фиг.2) на общую ПП1НУ 8 KOMNryTaTop 4, Импульсы 22.1,,..,22.N начинаютс  раньше и

40 заканчнваютс  позднее по времени соответствующих импульСов 23. 1 ,,,, 23.N, как показано на фиг.2. При этом на первом выводе накопительного ковденсатора 5 будет нулевой по45 тендиал, а на втором его выводе - потенциал , равный по величине и противоположный по знаку входному напр жению . Вследствие этого первый диод 6 закрываетс , а второй диод 7 откры5Q Баетс . Происходит перераспределение энергии, запасенной накопительным конденсатором 5 меж,цу ним и выходным конденсатором 16 но следующей цепи: корщенсатор 5 - диод 7 - фильтр 14

ее зар да - выходной конденсатор 15. Поочередный разр д (перераспределение запасенной энергии) накопительных конденсаторов 5 происходит с частотой генератора 20 импульсов до тех

пор, пока величин-:) напр жени  ji-i «-,:- ходном конденсаторе 15 не прпвысит величиш. эталонного напр жерги  источника 18. Тогда на выходе компаратора 17 по витс  нулевой сигнал, и поступление импульсок с генератора 20 через элемент И 19 на вход распределител  21 импульсов прекратитс . Управл ющие импульсы не будут поступать ни на один из э {ерго|1акопителей 2, в результате чего накопительные конденсаторы 5 будут зар жатьс  до величины входного напр жени . При разр де выходного конденсатора 15 на нагрузку единичный сигнал на выходе компаратора 17 будет п;глсутствовать до тех нор, пока вследствие возобновившегос  процесса подзар да конденсатора 15 величина напр жени  на нем не превысит эталонную. Таким образом осуществл етс  стабилизаци  напр жени .

Выходное напр жетше предлагаемого импульсного стабил 1затора напр жени  противоположно по пол рности его вxoднo ry напр жению, что делает предпочтительным его использойание в р де случаев по сравнетшкэ с импульсными стабилизатг р мтт,

В р де простей ч случаев в каждо из энергонакопителей первый коммутатор 3, включенный между первым выводом накопительного конденсатора 5 и входным выводом 11, может быть заменен на сопротивление 24, в этом случае управл ющий вход энергонакопител  2 соедин етс  только- с управл ющим входом второго коммутатора А (фиг.З).

Предлагаемый стабилизатор имеет более высокий КПД, так как в нем снижены энергетические потери за счет исключени  дроссел , содержащего энергопередающие обмотки. Кроме того , благодар  отсутствию дроссел  стабилизатор более технологичен, дешев и поддаетс  процессу микроминиаг тюризации. Стабилизатор имеет также, более широкий диапазон нагрузок, так как он содержит N накопительных конденсаторов. В предлагаемом стабилизаторе нет потерь на компенсацию, так как в нем величина входного напр жени  непосредственно не вли ет на величину вьгходного напр жени . Формула изобретени 

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий два энергонакопител , каждый из которых вклю0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

;Л ,;т ;in;j коммутато а и РДИ; илкопл- . тельный конденсато; f пт-пчем и кажлоп э иоргонакопи геле neppiiii lihi- o;: наг-:о- iiirTP.iTbHoro копленса roiia соединен с первыми вьпктдами соптг обоих коммутаторов, mopo. i цпвод первого из которых Еклмчсп к входу соответствхтещего Нергоишчогштел  и входному выводу, и Плок управлени , вход которого по:(кл;(1чеи к кь;ходпым выводам, а выходы - к nepBiiiM и вто- рь м управл ющим входам соответствующих энергонакопителе}, которые соединены , соответственно с управл ющими входами своих первых и вторых KONmy- таторов, о т л и ч а ю и и и с   тем, что, с пелью noBpiimennH КПД путем снижени  энергетических потерь, повыщени  технологичности и расширени  диапазона нагрузок, в него введены N-2 энергонакопителей, где , а в каждый из N энергонакопителей введено по два диода, соединенных последовательно и включенных встречно между общей шиной и выходом соответствующего энергонакопител , причем обща  точка этих двух диодов подколочена к второму ;зыводу соответ- . ствующего накопительного конденсатора , второй вывод каждого второго- коммутатора подключен к общей шине, кроме того, первые коммутаторы всех N энергонакопителей выполнены размыкающими , а вторые - замыкающими, выходы всех N энергонакопителей соединены с входом введенного фильтра зар да выход которого подключен к первому выводу введенного выходного конденсатора и к выходному выводу, второй вывод выходного конденсатора соединен с общей тиной, при этом блок управлени  снабжен источником эталонного напр жени , компаратором, логическим элементом И, N-канальным распределителем импульсов с двум  группами выходов, а также генератором импульсов, причем первый вход компаратора соединен с источником эталонного напр жени , второй вход - с эходом блока управлени , а выход - с первьм входом элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, вход N-каНсгпьного распределител  импульсов соединен с выходом элемента И, а 2N выходов распределител  импульсов первой и второй групп подключенЕ к соответствующим выходам блока управлени . ,

IL

m

2t

-

/

8 73

г/г7

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий два энергонакопителя, каждый из которых вклю чает два коммутатора и один накопительный конденсатор, причем в каждом энергопакопигеле первый вывод накопительного конденсатора соединен с первыми выводами соотгетс-вующих обоих коммутаторов, второй вывод первого из которых включен к входу соответствующего энергонакопителя и входному выводу, и блок управления, вход которого подключен к выходным выводам, а выходы - к первым и вторым управляющим входам соответствующих энергонакопителей, которые соединены', соответственно с управляющими входами своих первых и вторых коммутаторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД путем снижения энергетических потерь, повышения технологичности и расширения диапазона нагрузок, в него введены N-2 энергонакопителей, где N>2, а в каждый из N энергонакопителей введено по два диода, соединенных последовательно и включенных встречно между общей шиной и выходом соответствующего энергонакопителя, причем общая точка этих двух диодов подключена к второму выводу соответствующего накопительного конденсатора, второй вывод каждого второгокоммутатора подключен к общей шине, кроме того, первые коммутаторы всех N энергонакопителей выполнены размыкающими, а вторые - замыкающими, выходы всех N энергонакопителей соединены с входом введенного фильтра заряда^ выход которого подключен к первому выводу введенного выходного конденсатора и к выходному выводу, второй вывод выходного конденсатора соединен с общей шиной, при этом блок управления снабжен источником эталонного напряжения, компаратором, логическим элементом И, N-канальным распределителем импульсов с двумя группами выходов, а также генератором импульсов, причем первый вход компаратора соединен с источником эталонного напряжения, второй вход — с .входом блока управления, а выход с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, вход N-канального распределителя импульсов соединен с выходом элемента И, a 2N выходов распределителя импульсов первой и второй групп подключены к соответствующим выходам блока управления. ,

   1515)53 ^ЭТ

   22.1

   25.1

   22.1

   15.2

   22 N ~7