SU1553961A1 - Импульсный стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к источникам вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей. Блок 8 управлени  в зависимости от заданного режима работы формирует различные последовательности управл ющих импульсов, обеспечивающих переключение ключевых элементов 1, 3, 4, 5, 6. Возможны три режима работы. В первом режиме ключевые элементы 1 и 3 переключаютс  в противофазе, ключевые элементы 4 и 6 разомкнуты, а 5 - замкнут. На выходе формируетс  напр. ниже входного. Во втором режиме работы коммутируют ключевые элементы 4 и 5. Ключевой элемент 1 посто нно включен, а ключевые элементы 3, 6 посто нно выключены. В этом режиме выходное напр жение выше входного. В третьем режиме коммутируют ключевые элементы 1 и 6. Ключевые элементы 3 и 5 разомкнуты, а 4 - закмнут. В этом режиме выходное напр жение имеет пол рность, противоположную входной. 3 ил. 1 табл.

Description

СП СП

со

СО О

Изобретение относитс  к электротехнике и может использоватьс  в различных устройствах вторичного электропитани  при необходимости получе- ни  посто нного напр жени  с измен ющейс  пол рностью.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 приведена принципиаль- На  схема импульсного стабилизатора Посто нного напр жени ; на фиг. 2 - схема блока управлени } на фиг. 3 - схема блока регул торов, задающих режим работы устройства.

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени  содержит первый клю- Чевой элемент 1, включенный между входным выводом и первым выводом Дроссел  2, подключенным через второй ключевой элемент 3 к общей шине. Вч о- рой вывод дроссел  2 подключен к первым выводам третьего 4 и четвертого 5 коммутирующих ключей. Второй вывод третьего коммутирующего ключа 4 сое- динен с общей шиной, а второй вывод четвертого коммутирующего ключа 5 - с1 выходным выводом. П тый ключевой элемент 6 включен между первым выво- Дом дроссел  2 и выходным выводом. Конденсатор 7 подключен между выходным выводом и общей шиной о

Блок 8 управлени  входами 9 и 10 подсоединен к соответственно общей шине и выходному выводу, а выходами 11-15 - к Соответствующим управл ющим выводам Јлючевых элементов 1,3,4,5 и 6.

Блок 8 управлени  импульсным стабилизатором посто нного напр жени  (фиг. 2) содержит дешифратор выбора режима работы, содержащий два элемен- ta НЕ 16 и 17, элементы И 18,19 и 20, элементы ИЛИ 21, 22 и 23 и RS-тригге- ры 24,25 и 26. Причем первый вход дешифратора подсоединен к первым вхо- дам элементов И 18 и 19 и входу элемента НЕ 17. Второй вход дешифратора подключен к первому входу элемента И 20, второму входу элемента И 18 и входу элемента НЕ 16. К вторым входам элементов И 19 и 20 подключены выходы элементов НЕ 16 и 17. Выходы элементов И 18, 19 и 20 подсоединены к S-входам RS-триггеров 26, 24 и 25, R-входы этих триггеров соединены че- рез соответствующие элементы ИЛИ 23, 21 к 22 с выходами  чеек И 19,20. и 1 Выходы триггеров 26,24 и 25 упиавл - ют аналоговыми ключами 27ч , 27 и 28

5

п 5

5

до 45 5Q ,

0

Генератор 29 пилообразного напр жени  соединен с первым входом компаратора 30, выход компаратора 30 соединен с входом элемента НЕ 31. Формирователь управл ющих импульсов выполнен на элементах И 32-35, элементах ИЛИ 36 и 37 и элементе ИЛИ-НЕ 38. Выходы элементов ИЛИ 36 и 37, элементов И 33 и 34 и элемента ИЛИ-НЕ 38 подсоединены к выходам блока 8 управлени . Входы элементов И 32-35, а также элементов ИЛИ 36 и 37 и ИЛИ-НЕ 38 соединены с соответствующими выходами триггеров 26, 24 и 25 дешифратора и выходами компаратора 30 и элемента НЕ 31 , Блок 39 регул торов соединен с управл ющими входами дешифратора и входами регулируемых источников посто нного напр жени .

Блок 39 регул торов (фиг. 3) включает в себ  кнопки 40, 41 и 42 выбора режима работы, источник 43 посто нного напр жени  и дешифратор 44. Выходы 45, 46 и 47 дешифратора соединены с управл ющими входами источников ,48, 49 и 50 опорного напр жени , включенных соответственно между общей шиной и входами аналоговых ключей 27, , 272 и 28, выходы которых подключены к второму входу компаратора 30. Выходы 51 и 52 блока 39 регул торов соединены с входом дешифратора выбора режима.

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени  позвол ет на выходе стабилизировать напр жение, которое по абсолютной величине может быть как выше, так и ниже входного напр жени . Импульсный стабилизатор работает следующим образом. i

Если выходное стабилизированное напр жение должно быть выше входного, то регулирующие элементы 3 и 6 остаютс  закрытыми,, регулирующий элемент 1 - открытым, а регулирующие элементы 4 и 5 начинают в противофазе коммутироватьс  от общего узла 8 управлени , поддержива  величину выходного напр жени  на заданном посто нном уровне (режим I) .

Если выходное стабилизированное напр жение должно быть ниже входного, то дл  этого регулирующие элементы 4 и 6 остаютс  закрытыми, регулирующий элемент 5 - открытым, а регулирующие элементы 1 и 3 начинают в противофазе коммутироватьс  от общего узла 8 управлени , поддержива  вели5155

чину выходного напр жени  на заданном посто нном уровне (режим II) .

При реверсировании пол рности ходного напр жени  регулирующие элементы 3 и 5 остаютс  закрытыми, регулирующий элемент 4 - открытым, а регулирующие элементы 1,6 в противофазе коммутируютс  от общего узла 8 управлени , поддержива  выходное напр же- кие, которое по абсолютной величине может быть как выше, так к ниже входного , на посто нном уровне с противоположной пол рностью. Это достигаетс  тем, что ток дроссел  2 протекает через конденсатор в направлении, противоположном тому, что было в двух выше описанных случа х, а заданный уровень выходного напр жени  поддерживаетс  с помощью противофазной ком- мутации регулирующих элементов 1 и 6 от блока 8 управлени  (режим III).

Выполнение предлагаемым стабилизатором рассмотренных выше функций обеспечиваетс  тем, что при работе в I-III режимах он может быть представлен как нереверсивный широтно-импульсыый преобразователь (ШИП) посто нного напр жени  с параллельным включением запираемого вентил  по отношению к нагрузке (режим 1); нереверсивный ШИП посто нного напр жени  с последовательным ключевым элементом (режим II) нереверсивный ШИП с последо

вательным включением запираемого вентил  и параллельным включением дрос- сел  по отношению к нагрузке (режим III) . i

Дл  стабилизации выходного напр жени  блок 8 управлени  должен осущест- вл ть широтно-импульсную модул цию сигналов, поступающих на управл ющие выводы регулирующих элементов 1,3,4, 5 и 6, что возможно при вертикальном методе управлени  формированием уп- равл ющих импульсов. Дл  выполнени  узлом 8 изложенных выше функций в нем должно быть предусмотрено: возможность выбора одного из режимов за вл емого стабилизатора (задаетс  опера тором или сигналом из датчиков, которые определ ют выбор I-, II или III режимов работы), обеспечение требуемого значени  стабилизированного выходного напр жени , которое наиболее просто задать источником опорного напр жени .

Принцип работы блока 8 управлени  заключаетс  в следующем.

Q 5 0

5

0

5

0 5 0 5

16

После включени  стибилизатора с блока 39 регул торов подаетс  параллельный управл ющий код на входы элементов И 18-20 и НЕ 16-17 дл  выбора одного из режимов работы схемы (код 10 соответствует режиму I, код 01 - режиму II, код 11 - режиму III). Причем код с блока 39 регул торов подаетс  одноразово, при выборе режима.

Сигнал; с блока 39 регул торов, поступа  на входы элементов И 18-20 непосредственно либо через элементы НЕ 16 и 17, на одном из выходов формирует импульс, соответствующий началу одного из режимов схемы (наличие сигнала на выходе элементов 18, 19 и 20 указывает, что стабилизатор начинает работать соответственно в III, II или I режимах). Этот сигнал поступает на один из S-входов триггеров 26, 24 и 25, а также через схемы ИЛИ 23, 21 и 22 на R-входы триггеров

26,24 и 25, то позвол ет на выходе одного из них формировать сигнал, соответствующий заданному режиму работы схемы.

Сигнал с выходов триггеров 26, 24 и 25 поступает на управл ющие выводы аналоговых ключей, 271, 27 и 28, которые при подаче сигнала на управл ющие выводы открываютс  и подключают один из источников 48, 49 и 50 опорного напр жени  к первому входу компаратора 30, на второй вход которого подаетс  сигнал из генератора 29 пилообразного напр жени . Так как последний  вл етс  генератором с измен ющейс  крутизной выходно- го сигнала, котора  измен етс  в зависимости от значени  напр жени , поступающего с выхода импульсного стабилизатора напр жени , то элементы

27,, 27 и 28 и элемент НЕ 31 позвол ют дл  I, II и III режимов работы стабилизатора реализовать широтно- импульсную модул цию сигнала. Элементы И 32-35, ИЛИ 36 и 37, ИЛИ-НЕ 38 позвол ют подать на управл ющие выводы регулирующих элементов 1,3,4,5

и 6 широтно-модулированный сигнал с выхода компаратора 30 и элемента НЕ 31, либо сигнал, определ ющий открытое или закрытое состо ние данных регулирующих элементов на прот жении каждого режима стабилизатора.

В процессе работы стабилизатора предусмотрена регулировка напр жени  на его выходе путем регулировани 

напр жений опорных источников 48, 49 и 50.

Если предположить, что код на выходе блока 39 регул торов сохран етс  на прот жении всего режима работы схемы, то структура блока 8 управле- ни  упроститс . Сигнал, соответствующий I, II или III режиму работы, в данном случае будет формироватьс 

на выходах элементов И 18-20, т.е. в блоке 8 управлени  отсутствуют эле- г менты ИЛИ 23,21 и 22 и триггеры 26, 24 и 25.

Св зь напр жений на выходах 51 и 52 блока 39 регул торов дл  различных режимов работы с выходными напр жени ми блока управлени  может быть отображена таблицей.

где и и U 2 управл ющие сигналы,, коммутирующие вентили в противофазе.

Сигналы вырабатываютс  в результате сравнени  на входе компаратора 30 Напр жени  опорного источника, соответствующего выбранному режиму работы , и сигнала генератора 29 пилообразного напр жени , крутизна которого измен етс  в зависимости от выход- Ного напр жени  стабилизатора, и снимаютс  с выхода компаратора 30 и элемента НЕ 31.

U Uj-2 1 соответствует наличию сигнала на соответствующем выходе .

Claims (1)

1. соответствует отсутствию сигнала на соответствующем выходе. Формула изобретени  , Импульсный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий первый ключевой элемент , подключенный одним выводом к входному выводу, а другим выводом подключенный к первому выводу дроссел  и первому выводу второго ключевого элемента, второй вывод которого подсоединен к общей шине, второй вывод дроссел  подключен к первым выводам третьего и четвертого ключевых элементов, второй вывод третьего ключевого элемента соединен с общей

   шиной, а второй вывод четвертого ключевого элемента соединен с выходным выводом, между которым и общей шиной включен конденсатор, блок управлени  входы которого подключены к выходному выводу и общей шине, причем первый и третий ключевые элементы выполнены управл емыми и их выводы управлени  подсоединены к первому и второму выходам блока управлени , о т л и- чающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введен п тый ключевой элемент , второй и четвертый ключевые элементы выполнены управл емыми, а блок управлени  снабжен третьим, четвертым и п тым выходами, п тый ключевой элемент включен между первым выводом дроссел  и выходным выводом, а третий , четвертый и п тый выходы блока управлени  подключены соответственно к управл ющим выводам второго, четвертого и п того ключевых элементов, причем блок управлени  реализует три режима работы, дл  которых зависимость напр жений на выходах блока управлени  от режима работы выражена таблицей истинности, указанной в описании,,