SU296087A1

SU296087A1 - PULSE STABILIZER OF CONSTANT VOLTAGE

Info

Publication number: SU296087A1
Application number: SU1376166A
Authority: SU

Description

Импульсные стабилизаторы напр жени (ИСН) широко иснользуютс во вторичных источниках питани радиоэлектронной анпаратуры .Pulse voltage stabilizers (SRI) are widely used in secondary power supplies of radio electronic equipment.

Известны импульсные стабилизаторы посто нного тока, содержащие полупроводниковый прерыватель тока, индуктивно-емкостный фильтр и цепь обратной св зи.DC switching regulators are known, which include a semiconductor current interrupter, an inductive capacitive filter and a feedback circuit.

Существенным недостатком ИСН вл етс их динамические характеристики, в особенности при импульсном характере нагрузки больший к.н.д. и меньшие габариты.A significant disadvantage of PSIs is their dynamic characteristics, especially when the impulse nature of the load is greater than k.n.d. and smaller dimensions.

С целью уменьшени динамической ошибки стабилизатора при импульсной нагрузке в предлагаемом устройстве применен контур, состо щий из дополнительной обмотки дроссел фильтра, балластного резистора и катушки индуктивности, соединенных последовательно .In order to reduce the dynamic error of the stabilizer with a pulsed load in the proposed device, a circuit is used consisting of an additional winding of the throttle filter, a ballast resistor and an inductance coil connected in series.

Иа фиг. 1 показана структурно-принципиальиа схема предлагаемого импульсного стабилизатора; на фиг. 2, а, б - петл перемагничивани нелинейной катушки и форма напр жени на дополнительной обмотке дроссел фильтра в установившемс режиме ИСН; на фиг. 2,8,2 - те же кривые, что и на фиг. 2 в переходком режиме.FIG. 1 shows the structural-schematic diagram of the proposed pulsed stabilizer; in fig. 2, a, b - loop of magnetization reversal of the nonlinear coil and the voltage form on the additional winding of the filter droplets in the steady-state ICS; in fig. 2,8,2 - the same curves as in FIG. 2 in transition mode.

индуктивно-емкостного фильтра, содер ащего дроссель 2 и конденсатор 3, блокирующего диода 4 и управл ющей прерывателем цепи отрицательной обратной св зи 5. В зависимости от внутренней структуры цепи обратной св зи стабилизатор может быть или двухпозиционным , или широтно-импульсным. Первый обычно содержит релейный элемент, переключаемый по уровню выходного напр жени , а второй - широтно-импульсный модул тор , т. е. устройство, преобразующее непрерывный сигнал рассогласовани в изменение скважности импульсов на входе индуктивноемкостного фильтра.inductive capacitive filter containing choke 2 and capacitor 3, blocking diode 4 and the negative feedback control circuit breaker 5. Depending on the internal structure of the feedback circuit, the stabilizer can be either two-position or pulse-width. The first one usually contains a relay element switchable by the output voltage level, and the second one is a pulse-width modulator, i.e. a device that converts a continuous error signal to a change in the pulse duty cycle at the input of an inductive-capacitance filter.

Новым элементом ИСН вл етс последовате .тьный контур, образованный дополнительной обмоткой 6 дроссел , балластным резистором 7 и нелинейной катушкой индуктивности 8 с ферромагнитным ненасыщенным сердечником, улучшающим динамические характеристики Иен при импульсных возмущени х со стороны нагрузки.A new element of the ISN is a sequential circuit formed by an additional winding 6 throttle, a ballast resistor 7 and a nonlinear inductance 8 with a ferromagnetic unsaturated core, which improves the dynamic characteristics of the Yen with impulsive perturbations from the load side.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Число витков обмотки катущки выбрано таким образом, что в установившемс режиме она иеремагничиваетс симметрично с максимальной индукцией в сердечнике (Вт) несколько меньшей индукции (Вг) (см. петлю перемагничивани фиг. 2, а), при этом намагничивающий ток катушки настолько мал, что приведенное сопротивление, вносимое параллолыю основной обмотке дроссел , больше индуктивного сопротивлени зтой обмотки. Таким образом, установивша с пульсаци напр жени на выходе ИСН при введении последовательного контура (дополнительна обмотка, резистор и катушка) не увеличиваетс .The number of turns of the winding of the coil is chosen in such a way that in the steady state it is magnetically symmetrical with a maximum induction in the core (W) of a slightly lower induction (Br) (see the magnetic reversal loop of Fig. 2a), while the coil magnetizing current is so small that the reduced resistance introduced by the parallel to the main winding of the throttles is greater than the inductive resistance of the second winding. Thus, the steady-state voltage ripple at the output of the SPE does not increase with the introduction of a series circuit (additional winding, resistor and coil).

Если вы.ходное напр жение ИСН увеличиваетс или уменьшаетс по какой-либо причине , например вследствие коммутации нагрузки или ее части, то уменьшаетс или увеличиваетс скважность импульсов прерывател . АмплитулТ.а импульсов напр жени на дополнительной обмотке практически не измен етс , а измен етс лишь их сквал-сность (см. фиг. 2, г). В этом случае среднее значение напр жени за период отличаетс от нул , катушка 8 иеремагничиваетс по несимметричному циклу (см. фиг. 2, в), т. е. насыидаетс в одном направлении. Это означает, что при увеличепии выходного напр жени ИСН прерыватель разомкнут и параллельно обмотке дроссел подключаетс через насьщенную катушку резистор, на котором гас тс избыточные ампер-витки дроссел До тех пор, выходное напр жение не станет равным номинальпом.у значению, и катушка не начнет перемагничиватьс в противоположно.м направлении . При уменьшении выходного напр жени ИСН происходит также насыщение катушки, но при открытом прерывателе. В этом случае напр жение на выходе форсированно возрастает, так как дроссель шунтирован приведенным к основной обмотке сопротивлением резистора. Таким образом, контур, состо щий из обмотки, резистора и катушки (см. фиг. 1), форсирует переходный процесс.If the output voltage of an SSI increases or decreases for any reason, for example due to switching of the load or part of it, then the duty cycle of the interrupter pulses decreases or increases. The amplitude of the voltage pulses on the additional winding remains almost unchanged, and only their squallity changes (see Fig. 2, d). In this case, the average value of the voltage over the period differs from zero, the coil 8 is magnetised over an asymmetric cycle (see Fig. 2, c), i.e., is saturated in one direction. This means that when increasing the output voltage of an ICS, the breaker is open and parallel to the winding of the throttle is connected through a nasal coil resistor, which extinguishes the excess ampere turns of the throttle. Until then, the output voltage will not be equal to the nominal value and the coil will not start magnetized in the opposite direction. Decreasing the output voltage of the supply voltage also results in a saturation of the coil, but with an open breaker. In this case, the output voltage forcibly increases, since the choke is shunted by the resistor resistance brought to the main winding. Thus, a circuit consisting of a winding, a resistor and a coil (see Fig. 1) forces the transient process.

По окончании переходного процесса в ИСН катушка будет оп ть перемагничиватьс по симметричному циклу (см. фиг. 2, а, б), т. е. резистор отключаетс от обмотки.At the end of the transient process in ICS, the coil will again magnetize through a symmetrical cycle (see Fig. 2, a, b), i.e., the resistor is disconnected from the winding.

Дл получени описанного эффекта необходимо , чтобы в установившемс режиме ИСН частота коммутации прерывател не снижалась ниже определенного уровн , при котором катушка начинает насыщатьс . Больпшнство схем ИСН в состо нии удовлетворить этому требованию.In order to obtain the described effect, it is necessary that in the steady state ICS the switching frequency of the chopper does not decrease below a certain level at which the coil begins to saturate. The majority of the PSI schemes are able to satisfy this requirement.

К достоинству предложенного ИСН следует отнести простоту описанного схемного решени . Поскольку переходные процессы в ИСНThe advantage of the proposed PSI should include the simplicity of the described circuit design. Since the transients in ISN

происход т эпизодически, то введенные элементы контура рассчитаны на форсированное использование и имеют уменьшенные габариты . При одиночных возмущени х к.п.д. ИСН не уменьшаетс , а при периодических возмущени х уменьшаетс незначительно.occurs sporadically, the entered contour elements are designed for accelerated use and have reduced dimensions. With single perturbations, the efficiency is SRI does not decrease, and with periodic disturbances it decreases slightly.

Предлагаемое устройство дает эффект как при единичной, так и при периодической коммутации нагрузки. В последнем случае исключаютс резонансные влени в ИСН («захватывание частоты).The proposed device has the effect of both single and periodic switching of the load. In the latter case, the resonance phenomena in the ISN (frequency grabbing) are excluded.

Предмет изобретени Subject invention

Импульсный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий полупроводниковый прерыватель тока, индуктивно-емкостный фильтр и цепь обратной св зи, отличающийс тем, что, с целью уменьшени динамическойA DC voltage regulator containing a semiconductor current interrupter, an inductive capacitive filter and a feedback circuit, characterized in that, in order to reduce the dynamic

ошибки стабилизатора при импульсной нагрузке , в нем применен контур, состо щий из дополнительной обмотки дроссел фильтра, балластного резистора и катушки индуктивности , соединенных последовательно.the error of the stabilizer under a pulsed load; it uses a circuit consisting of an additional winding of the throttle filter, a ballast resistor and an inductance connected in series.

ВAT

, ip ip