SU1601608A1 - Pulsed a.c. voltage stabilizer - Google Patents
Pulsed a.c. voltage stabilizer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1601608A1 SU1601608A1 SU884470336A SU4470336A SU1601608A1 SU 1601608 A1 SU1601608 A1 SU 1601608A1 SU 884470336 A SU884470336 A SU 884470336A SU 4470336 A SU4470336 A SU 4470336A SU 1601608 A1 SU1601608 A1 SU 1601608A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- key elements
- pulse
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл питани радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени - увеличение КПД за счет уменьшени динамических потерь на ключевых элементах. Стабилизаци выходного напр жени осуществл етс автоматически изменением соотношени между длительностью импульса одновибратора 11 и паузы генератора 9 широтно-импульсного модул тора 7. Длительность импульсов одновибратора 11 определ етс сигналом, поступающим от блока 6 сравнени , входом подключенного к выходным выводам стабилизатора. Ключевые элементы 2, 3 и 4 включены так, что ток через них приблизительно равен току нагрузки 8, а напр жение на закрытых ключевых элементах 2 и 3 приблизительно равно напр жению нагрузки 8. В зависимости от знака отклонени выходного напр жени от наминального значени осуществл етс коммутаци ключевых элементов 2, 4 или 3, 4. Динамические потери на ключевых элементах 2, 3 и 4 при переключении снижены, что и обеспечивает повышение КПД. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used to power electronic equipment. The purpose of the invention is to increase efficiency by reducing the dynamic losses on key elements. The output voltage is stabilized automatically by changing the ratio between the pulse duration of the one-shot 11 and the pause of the generator 9 of the pulse-width modulator 7. The pulse width of the one-shot 11 is determined by the signal from the comparison unit 6, the input connected to the output terminals of the stabilizer. The key elements 2, 3 and 4 are turned on so that the current through them is approximately equal to the load current 8, and the voltage on the closed key elements 2 and 3 is approximately equal to the load voltage 8. Depending on the sign of the output voltage deviation from the nominal value switching of key elements 2, 4 or 3, 4. Dynamic losses on key elements 2, 3 and 4 are reduced when switching, which provides an increase in efficiency. 2 Il.
Description
о оoh oh
05 0005 00
Фаг..2Phage.2
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам регулировани электрических величин и может быть использовано, например дл питани радиоэлектронной аппаратуры .The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for controlling electrical quantities, and can be used, for example, to power electronic equipment.
Целью изобретени вл етс увеличение КПД за счет уменьшени динамических потерь на ключевых элементах. The aim of the invention is to increase the efficiency by reducing the dynamic losses on the key elements.
На фиг.1 представлена схема импульсного стабилизатора переменного напр жени ; .на фиг. 2 - схема широт- но-импульсного модул тора с подключенным к нему блоком сравнени . Fig. 1 is a schematic of a pulse voltage regulator; .on FIG. 2 is a diagram of a pulse-width modulator with a comparison unit connected to it.
Стабилизатор ((|)иг.1) содержит дроссель 1, первый 2, второй 3 и третий 4 ключевые элементы, конденсатор 5, подключенный к выходным выводам, блок 6 сравнени , подключенный входо к конденсатору 5, а выходом - к входу широтно-импульсного модул тора 7. Нагрузка 8 подключена к выходным выводам . ,The stabilizer ((|) ig.1) contains choke 1, first 2, second 3 and third 4 key elements, capacitor 5 connected to output pins, comparison unit 6, connected input to capacitor 5, and output to pulse-width input modulator 7. Load 8 is connected to the output pins. ,
Широтно-импульсный модул тор 7 (фиг.2) содержит генератор 9, пр мой выход которого через дифференцирующую цепочку 10 соединен с запускающим входом одновибратора 11 с регулируемой длительностью импульса, и логические чейки И 12 и 13 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 с гальванически разв занными ( например, с помощью оптро- нов) выходами, которые вл ютс соответственно первым, вторым и третьим выходами широтно-импульсного модул тора 7. Входы логических чеек И 12 и 13 соединены соответственно с пр мыми и инверсными выходами генератора 9 и одновибратора 11, а входы, ло- гической чейки 14 подключены к пр мому выходу генератора 9 и инверсному выходу одновибратора 11,управл ю- щий вход которого вл етс входомPulse width modulator 7 (Fig. 2) contains a generator 9, the direct output of which through differentiating chain 10 is connected to the triggering input of a single-oscillator 11 with adjustable pulse duration, and logic cells AND 12 and 13 and EXCLUSIVE OR 14 with electrically developed ( for example, using the optron outputs, which are the first, second and third outputs of the pulse-width modulator 7, respectively. The inputs of logic gates AND 12 and 13 are connected to the direct and inverse outputs of the generator 9 and the single-oscillator 11, respectively inputs, logic cell 14 are connected to the direct output of the generator 9 and the inverse output of the one-shot 11, the control input of which is the input
широтно-импульсного .модул тора. Бы- pulse width modulus. Would-
ходы логических чеек 12 - 14 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам широтно- импульсного модул тора.the turns of logic cells 12-14 are connected respectively to the first, second, and third outputs of the pulse-width modulator.
Блок 6 сравнени содержит датчик 15 амплитуды выходного напр жени . и регулируемый источник 16 напр жени , включенный, например, на диЛсЬе- ренциальном усилителе, один из входов которого соединен с источником опорного напр жени , а другой - с выходом датчика 15.Comparison unit 6 comprises an output voltage amplitude sensor 15. and an adjustable voltage source 16, connected, for example, to a power amplifier, one of the inputs of which is connected to a reference source, and the other to the output of the sensor 15.
Первые выводы первого 2 и второго 3 ключевых элементов соединеныThe first conclusions of the first 2 and second 3 key elements are connected
с О with o
сwith
п P
5five
соответственно с первыми выходным и входным выводами, а вторые выводы - соответственно с вторыми входным и выходным выводами, между которыми включен дроссель 1. Третий ключевой элемент 4 включен между первыми входным и выходным выводами. Первый,второй и третий выходы широтно-импульсного модул тора 7 подключены соответственно к управл ющим входам первого 2, второго 3 и третьего 4 ключевых элементов. Ключевые элементы 2-4 выполнены двухпол рными например, в виде транзистора,включенного в диагональ выпр мительного моста.respectively, with the first output and input terminals, and the second outputs, respectively, with the second input and output terminals, between which the choke 1 is connected. A third key element 4 is connected between the first input and output terminals. The first, second and third outputs of the pulse-width modulator 7 are connected respectively to the control inputs of the first 2, second 3 and third 4 key elements. The key elements 2-4 are made two-polar, for example, in the form of a transistor included in the diagonal of a rectifying bridge.
Стабилизатор работает следующим образом.The stabilizer works as follows.
Частота переключени ключевых элементов во много раз превышает частоту сети, причем при напр жении сети выше номинального ключевой элемент 3 всегда закрыт. При этом блок 6 сравнени и широтно-импульсный модул тор 7 обеспечивает попеременное открывание ключевых элементов 2 и 4. В момент открытого состо ни ключевого элемента 4 дроссель 1 и конденсатор 5 накапливают энергию. При закрывании ключевого элемента 4 открываетс ключевой элемент 2 и дроссель 1 разр жаетс на нагрузку .8. Следова- тель но, в момент паузы напр жение на нагрузке 3 поддерживаетс за счет энергии в конденсаторе 5 и дросселе 1 .The switching frequency of the key elements is many times greater than the network frequency, and when the network voltage is above the nominal, the key element 3 is always closed. In this case, the comparison unit 6 and the pulse-width modulator 7 provide alternate opening of the key elements 2 and 4. At the moment of the open state of the key element 4, the choke 1 and the capacitor 5 accumulate energy. When the key element 4 is closed, the key element 2 opens and the choke 1 is discharged to the load .8. Consequently, at the moment of pause, the voltage on the load 3 is maintained by the energy in the capacitor 5 and the choke 1.
II
3 результате такого преобразовани на входе фильтра, образованного дросселем 1 и конденсатором 5,по вл ютс импульсы напр жени с огибающей синусоидальной формы с частотой сети. Высокочастотные составл ющие этого напр жени отфильтровываютс дросселем 1 и конденсатором 5, поэтому На выходе стабилизатора по вл етс напр жение с частотой сети.3, the result of this conversion at the input of the filter formed by the choke 1 and the capacitor 5 is voltage pulses with a sinusoidal envelope with a mains frequency. The high-frequency components of this voltage are filtered by the choke 1 and the capacitor 5, so the voltage at the mains frequency appears at the output of the stabilizer.
Амплитуда выходного напр жени определ етс скважностью работы клю- чевог.о элемента 2. В режиме стабилизации длительность импульсов тока через открытый ключевой элемент 2 регулируетс автоматически блоком 6 сравнени и широтно-импульсным модул тором 7. При этом на нагрузке 8. поддер-. живаетс напр жение с посто нной амплитудой.The amplitude of the output voltage is determined by the duty cycle of the key 2. of element 2. In the stabilization mode, the duration of current pulses through the open key element 2 is automatically controlled by the comparator unit 6 and the pulse-width modulator 7. At the same time, the load 8. is supported. live voltage with constant amplitude.
При напр жении сети меньше номинального блок 6 сравнени , воздейству на широтно-импульсный модул тор 7, обеспечивает попеременное открывание ключевых элементов 4 и 3 и закрытое состо ние ключевого элемента 2. При открытом ключевом элементе 3 происходит накопление энергии в дроссе- ше 1. При закрывании ключевого элемента 3 широтно-импульсный модул тор , 7 Обеспечивает открывание ключевого элемента 4, разр д дроссел 1 в нагрузку 8 и накопление энергии в конденсаторе 5.When the network voltage is less than the nominal comparison unit 6, acting on the pulse-width modulator 7, provides alternate opening of the key elements 4 and 3 and the closed state of the key element 2. When the key element 3 is open, energy is accumulated in the dross 1. closing the key element 3 pulse-width modulator, 7 Provides the opening of the key element 4, the discharge of droplets 1 to the load 8 and the accumulation of energy in the capacitor 5.
При закрывании ключевого элемента 4 конденсатор 5 начинает разр жатьс через нагрузку 8, а дроссель 1 через открытый ключевой элемент 3 вновь начинает накапливать энергию. В результате этого на выходе стабилиодновибратора 11 и на выходе доги кой чейки.12, на входы которой п даютс сигналы с пр мых выходов г нератора 9 и одновибратора 11,пери дически по вл етс напр жение логи кой единицы. Длительность импульсо напр жени на выходе логической ч ки 12 равна разности длительностей импульса одновибратора П и паузы нератора 9. На выходе логической чейки 13 при таких услови х посто но поддерживаетс напр жение логич кого нул , а на выходе логической чейки 14 напр жение логической ед ницы про вл етс во врем паузы на выходе логической чейки 12,When closing the key element 4, the capacitor 5 begins to discharge through the load 8, and the choke 1 through the open key element 3 again begins to accumulate energy. As a result, at the output of stabilizer 11 and at the output of the dog cell.12, the inputs of which receive signals from the direct outputs of the generator 9 and the one-oscillator 11, logic unit voltage appears from time to time. The duration of the voltage pulse at the output of logic 12 is equal to the difference between the durations of the pulse of the one-vibrator P and the pause of the clock 9. At the output of logic cell 13, under such conditions, the voltage of the logical zero is constantly maintained, and at the output of the logic cell 14 the voltage of the logical appears during a pause at the output of logic cell 12,
Если длительность паузы генерат ра 9 больше, чем длительность импуIf the duration of the pause of the generator 9 is longer than the duration of the imp
10ten
1515
:оТ-г :/:гг--- - : oT-g: /: yy --- -
той сети. Величина этого напр жени определ етс скважностью импульсов тока через ключевой элемент 3. Посто нна амплитуда на выходе стабили- затора поддерживаетс автоматически блоком 6 сравнени и широтно-импульс- ным модул тором 7, которые регулируют длительность импульсов тока через ключевой элемент 3.that network. The magnitude of this voltage is determined by the duty cycle of the current pulses through the key element 3. The constant amplitude at the output of the stabilizer is maintained automatically by the comparison unit 6 and the pulse width modulator 7, which regulate the duration of the current pulses through the key element 3.
Блок 6.сравнени работает следующим образом.Block 6. comparison works as follows.
Напр жение с выхода стабилизатора поступает на вход датчика 15 ампли-. туды выходного напр жени , а с его выхода сигнал, пропорциональньй амплитуде выходного напр жени , поступает на управл ющий вход регулируемого источника 16 напр жени , в котором происходит сравнение величины управл ющего напр жени с эталонным, а его выходное напр жение линейно зависит от разности этих напр жений. Это напр жение поступает на вход широтно- импульсного модул тора 7 и управл ет его работой.The voltage from the output of the stabilizer is fed to the input of the sensor 15 amplitude. The output voltage, and from its output, a signal proportional to the amplitude of the output voltage, goes to the control input of the adjustable voltage source 16, in which the control voltage is compared with the reference voltage, and its output voltage linearly depends on the difference between these stress This voltage is fed to the input of the pulse-width modulator 7 and controls its operation.
Широтно-импульсный модул тор 7 работает следующим образом.The pulse width modulator 7 operates as follows.
Напр жение с выхода -блока. 6 сравнени поступает на управл ющий вход одновибратора I Г с регулируемой длительностью импульса, запуск которого осуществл етс по заднему фронту импульса генератора 9 дифференцирующей цепочкой 10. При этом, если длительность паузы генератора 9 мень- - ше, чем длительность импульса одно- вибратора П дл сигналов, снимаемых с их пр мых выходов, происходит перекрытие импульсов генератора 9 иThe voltage from the output-block. 6 comparison is fed to the control input of a single vibrator I G with an adjustable pulse duration, which is started on the falling edge of a pulse of the generator 9 by a differentiating chain 10. At the same time, if the duration of the pause of the generator 9 is shorter than the duration of the pulse of a single vibrator P d signals taken from their direct outputs, the oscillator pulses 9 overlap and
30thirty
огической единицы периодически по вл етс на выходе чейки 13. Дли- ельность импульсов на ее выходе ра на разности длительностей паузы ген 5 ратора 9 и импульса одновибратора 1 При этом на выходе логической чейк 12 посто нно поддерживаетс нулевой логический уровень, а логические уровни сигналов на выходе чейки 14The unit appears periodically at the output of cell 13. The pulse duration at its output is the difference between the pause durations of the 5th rator gene 9 and the one-shot 1 pulse. At the output of the logiccake 12, the logic level is always zero exit cell 14
противоположны логическим уровн м н выходе чейки 13.opposite logical levels on the output of cell 13.
Таким образом, мен длительност импульсов одновибратора I1, можно осуществл ть стабилизацию выходного 35 напр жени , сделав уровень логической единицы лапр жением, открывающим ключевые элементы. При этом, если напр жение сети больше номинального длительность импульса одновибратора 1I больше длительности паузы генератора 9. и, следовательно, ключевой Thus, by changing the duration of the pulses of the one-shot I1, it is possible to stabilize the output voltage 35 by making the level of the logical unit a friction opening the key elements. At the same time, if the network voltage is more than the nominal pulse duration of the one-oscillator 1I is longer than the duration of the pause of the generator 9. and, therefore, the key
4040
элемент 3 посто нно закрыт, а ключевые элементы 2 и 4 периодически переключаютс .element 3 is permanently closed, and key elements 2 and 4 are periodically switched.
45 При напр жении сети ниже номинального длительность импульсов одновибратора 1 становитс меньше длительности паузы генератора 9 и в результате этого- ключевой элемент 2 50 посто нно закрыт, а ключевые элементы 3 и 4 периодически переключаютс .45 When the voltage of the network is lower than the nominal pulse duration of the one-shot 1 becomes less than the duration of the pause of the generator 9 and as a result the key element 2 50 is permanently closed and the key elements 3 and 4 periodically switch.
Стабилизаци осуществл етс автоматически изменением соотношени между длительностью импульса одновиб- 55 ратора 11 -и паузы генератора 9.The stabilization is carried out automatically by changing the ratio between the pulse duration of the single-oscillator and the 11th pause of the generator 9.
Динамические потери на ключевых элементах при переключении,которые пропорциональны произведению напр жени на ключевом элементе в закры , 601608 6Dynamic losses on the key elements when switching, which is proportional to the product of the voltage on the key element in the closed, 601608 6
одновибратора 11 и на выходе догичес- кой чейки.12, на входы которой подаютс сигналы с пр мых выходов генератора 9 и одновибратора 11,периодически по вл етс напр жение логической единицы. Длительность импульсов напр жени на выходе логической чейки 12 равна разности длительностей импульса одновибратора П и паузы генератора 9. На выходе логической чейки 13 при таких услови х посто нно поддерживаетс напр жение логического нул , а на выходе логической чейки 14 напр жение логической единицы про вл етс во врем паузы на выходе логической чейки 12,the one-shot 11 and the output of the dogic cell. 12, the inputs of which are fed from the direct outputs of the generator 9 and the one-shot 11, periodically, the voltage of the logical unit appears. The voltage pulse duration at the output of logic cell 12 is equal to the difference between the pulse durations of the one-shot P and the generator pause 9. At the output of logic cell 13, under such conditions, the voltage of the logical zero is constantly maintained, and at the output of the logic cell 14, the voltage of the logical unit appears during a pause at the output of the logic cell 12,
Если длительность паузы генератора 9 больше, чем длительность импуль10If the duration of the pause of the generator 9 is longer than the duration of the impulse10
1515
- -
- -
30thirty
огической единицы периодически по- вл етс на выходе чейки 13. Дли- ельность импульсов на ее выходе равна разности длительностей паузы гене- 5 ратора 9 и импульса одновибратора 11. При этом на выходе логической чейки 12 посто нно поддерживаетс нулевой логический уровень, а логические уровни сигналов на выходе чейки 14This unit periodically appears at the output of cell 13. The pulse duration at its output is equal to the difference between the durations of the pause generator 5 and 9 pulses of the one-shot 11. At the output of logic cell 12, the logic level is constantly maintained. cell output signals 14
противоположны логическим уровн м на выходе чейки 13.opposite to logical levels at the output of cell 13.
Таким образом, мен длительность импульсов одновибратора I1, можно осуществл ть стабилизацию выходного 35 напр жени , сделав уровень логической единицы лапр жением, открывающим ключевые элементы. При этом, если напр жение сети больше номинального длительность импульса одновибратора . 1I больше длительности паузы генератора 9. и, следовательно, ключевой Thus, by changing the duration of the pulses of the one-shot I1, it is possible to stabilize the output voltage 35 by making the level of the logical unit a friction opening the key elements. In this case, if the network voltage is greater than the nominal duration of a one-shot pulse. 1I is longer than the pause time of the generator 9. and, therefore, the key
00
элемент 3 посто нно закрыт, а ключевые элементы 2 и 4 периодически переключаютс .element 3 is permanently closed, and key elements 2 and 4 are periodically switched.
5 При напр жении сети ниже номинального длительность импульсов одновибратора 1 становитс меньше длительности паузы генератора 9 и в результате этого- ключевой элемент 2 0 посто нно закрыт, а ключевые элементы 3 и 4 периодически переключаютс .5 When the voltage of the network is lower than the nominal pulse duration of the one-shot 1 becomes less than the duration of the pause of the generator 9 and as a result, the key element 2 0 is constantly closed, and the key elements 3 and 4 periodically switch.
Стабилизаци осуществл етс автоматически изменением соотношени между длительностью импульса одновиб- 5 ратора 11 -и паузы генератора 9.The stabilization is carried out automatically by changing the ratio between the pulse duration of the single-oscillator 11 and the pause of the generator 9.
Динамические потери на ключевых элементах при переключении,которые пропорциональны произведению напр жени на ключевом элементе в закрытом состо нии на ток через этот ключевой элемент н открытом состо нии , приблизительно вдвое меньше в предлагаемом стабилизаторе, чем в прототипе при прочих равных услови х . Поэтому КПД предлагаемой схемы шыше. Кроме того, в прототипе возмож- ,иы выбросы напр жени на ключевых Элементах во врем переходного про- ijiecca из-за вли ни индуктивностей рассеивани полуобмоток дроссел -1 йри переключении ключевых элементов. Это также снижает КПД прототипа, а также его надежность вследствие возможности по влени перенапр жени на слючевых элементах. Такой недостаток Отсутствует в предлагаемой схеме, так как дроссель в ней имеет одну обмотку.The dynamic losses on the key elements during switching, which are proportional to the product of the voltage on the key element in the closed state and the current through this key element in the open state, are approximately twice as low in the proposed stabilizer as in the prototype with other conditions being equal. Therefore, the efficiency of the proposed scheme is higher. In addition, in the prototype, voltage surges on key elements during a transitional ijiecca are possible due to the influence of the inductances of dispersion of chokes half-windings of drossel-1 or switching of key elements. It also reduces the efficiency of the prototype, as well as its reliability due to the possibility of the appearance of overvoltage on key elements. This disadvantage is absent in the proposed scheme, since the choke in it has one winding.
Таким образом, в предлагаемом уст- (зойстве КПД повышен за счет меньших Динамических потерь на ключевых элементах . Thus, in the proposed device, the efficiency coefficient is increased due to smaller Dynamic losses on the key elements.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884470336A SU1601608A1 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Pulsed a.c. voltage stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884470336A SU1601608A1 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Pulsed a.c. voltage stabilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1601608A1 true SU1601608A1 (en) | 1990-10-23 |
Family
ID=21393949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884470336A SU1601608A1 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Pulsed a.c. voltage stabilizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1601608A1 (en) |
-
1988
- 1988-08-02 SU SU884470336A patent/SU1601608A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1130839, кл. G 05 F 1/20, 1983. Авторское свидетельство СССР tv 1334116, кл. G 05 F 1/20, 1936. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5874841A (en) | Sample-and-hold circuit for a switched-mode power supply | |
RU96114947A (en) | ENERGY SOURCE WITH MODE SWITCHING FOR LINEAR BRIDGE AMPLIFIER | |
US5055993A (en) | Invertor apparatus | |
JP2010158167A (en) | Method and apparatus for improving efficiency in switching regulator at light load | |
KR20010075536A (en) | A dc/dc up/down converter | |
US7880458B2 (en) | Method and device for driving power converters | |
US3909695A (en) | Regulation and stabilization in a switching power supply | |
US6674628B1 (en) | Pulse-width modulated relay | |
FI113507B (en) | A burst mode sleeper power supply with sleep mode | |
SU1601608A1 (en) | Pulsed a.c. voltage stabilizer | |
KR100199542B1 (en) | Combinatorial circuit component for a television receiver | |
CN110364134A (en) | A kind of buzzer drive circuit | |
SU1334116A1 (en) | A.c.voltage pulse stabilizer | |
SU1130839A1 (en) | Pulse stabilizer of ac voltage | |
SU1280593A1 (en) | Pulsed a.c.voltage stabilizer | |
US5568369A (en) | Method for operating a voltage converter, and a voltage converter and its application | |
JP3289663B2 (en) | Piezoelectric transformer inverter | |
SU1493987A1 (en) | Pulsed ac voltage stabilizer | |
EP0218414A3 (en) | Static inverter | |
SU1385209A1 (en) | Method of controlling resonance inverter | |
SU466593A1 (en) | DC to DC converter | |
SU1453557A1 (en) | Method of automatic fine tuning of frequency of power supply source of resonance electromechanical converter | |
SU1403290A1 (en) | Recticier control device | |
JPS6443062A (en) | Converter | |
SU920669A1 (en) | Multi-stage pulse dc voltage stabilizer |