SU512550A2 - Устройство дл стабилизации выходного напр жени импульсного преобразовател - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вторичным источникам электропитани  и может быть использовано , например, в устройствах дл  питани  импульсных газоразр дных ламп. По основному авт. св. № 365784 известно устройство дл  стабилизации выходного напр жени  импульсного преобразовател , содержащее электронный ключ, управл емый схемой сравнени , коммутирующий диод и зар дный ЬС-;контур. Цепь обратной св зи содержит два квадратичных усилител  и сумматор , причем вход одного усилител  подключен к выходу преобразовател , а вход другого к шуиту. Выходы обоих усилитеусилител  лей через сумматор подключены к схеме управл ющей электронным клюсравнени , чом. В известно.м устройстве стабильность напр жени  на выходе ограничена реальной добротностью зар дного LC-контура. Обусловливаетс  это тем, что в зависимости от величины питающего напр жени  измен етс  врем  зар дки LC-контура и, следовательно, в момент размыкани  зар дного ключа измен етс  соотношение -между энергией магнитного пол  дроссел  и энергией накопительного конденсатора. В процессе перекачки магнитной энергии дроссел  в накопительный конденсатор возникают потери, которые определ ютс  добротностью дроссел  и запасенной в нем энергией. Изменение уровн  запасаемой магнитной энергии вызывает изменение уровн  ее потерь и, таким образом, ограничиваетс  уровень стабильности напр жени  на коиденсаторе . Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности выходного напр жени  при изменении напр жени  первичного источника питани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что между выходом квадратичного усилител , подключенного к шунту, и дополнительным входом сумматора включено множительное устройство, .между другим входом которого и выходом схемы сравнени  включен преобразователь временного интервала в напр жение. На фиг. 1 изображена схема -предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений основных точек схемы. Зар дный (регулирующий) -ключ 1 присоединен последовательно к зар дному LC-КОнтуру , содержащему дроссель 2 и конденсатор 3. Параллельно LC-контуру включен коммутирующий диод 4. В разрыве ЬСнконтура включен электрический шунт 5. Выходы устройства и электрического шунта соединены с соответствую|Щими входами квадратичных усилителей 6 и 7, выходы которых подключены к входам сумматора 8. Выход сумматора соединен

с входом схемы сравнени  9, выход которой св зан с электронным ключом 1.

Между выходо)М квадратичного усилител  тока и дополнительным входом сумматора 8 включено множительное устройство 10, а между входом множительного устройства и выходом схемы сравнени  включен преобразователь 11 временного интервала в напр жение.

Работает устройство следующим образом.

При замыкании ключа 1 -происходит колебательна  зар дка LC-контура до энергии заданного уровн . В MOiMeHT размыкани  зар дного ключа сигналом схемы сравнени  9 ток LC-контура замыкаетс  на диод 4. При этом .магнитна  энерги  дроссел  2 нерекачиваетс  в накопительный конденсатор 3. Передача магнитной энергии дроссел  в наконительный конденсатор осуществл етс  с некоторыми потер ми , которые в основном определ ютс  добротностью дроссел .

Стабилизаци  напр жени  на накопительном конденсаторе осуществл етс  подачей сигналов отрицательной обратной св зи но напр жению на конденсаторе и по току в дросселе на входы соответствующих квадратичных усилителей 6, 7 напр жени  и тока. Выходные напр жени  этих усилителей, пропорциональные электрической энергии конденсатора и магнитной энергии дроссел , поступают на соответствующие входы сумматора 8. Выходное напр жение сумматора, пропорциональное электромагнитной энергии LC-контура, подаетс  на один из входов схемы сравнени  9. На другой вход схемы сравнени  поступает заданное напр жение устав1ки, которое регулирует напр жение на накопительном конденсаторе . Выходной схемы сравнени  регулирует врем  зар дки ЬС-контура.

Цель дополнительной обратной св зи работает следующим образом.

Энерги , Котора  рассеиваетс  в дросселе в виде тепла, ири разомкнутом зар дном ключе зависит от величины тока дроссел  в момент размыкани  ключа, эквивалентного сопротивлени  потерь дроссел  и времени его разр дки, т. е. выражаетс  ура(Внением

/2/

п

где /о - ток дроссел  в момент размыкани 

ключа; п - эквивалентное 1сопротивление потерь

в дросселе; Тр - врем  разр дки дроссел .

В данной формуле предполагаетс , что разр д дроссел  линейный (разр дный ток имеет форму пр моугольного треугольника), а врем  разр дки дроссел  определ етс  через врем  его зар дки. Па практике нелинейностью разр дного тока можно пренебречь, так как общие потери энергии в дросселе составл ют единицы процентов, а поэтому погрешность аппроксимации будет на пор док меньше.

Врем  разр дки дроссел  в зависимости от времени его зар дки без учета потерь равно

1 2

S

- т:.

где Тк - период собственных колебаний LCконтура .

Таким образом, сигнал компенсации потерь в дросселе при его разр дке выражаетс  уравнением

Тк

W

6

Сигнал, пропорциональный квадрату тока дроссел , снимаетс  с выхода квадратичного усилител  тока и поступает на первый вход множительного устройства 10. Сигнал, про1 1Тк

порциональныи величине -г - з снимаетс  с выхода преобразовател  11 временного интервала и поступает на второй вход множительного устройства. Управление работой преобразовател  осуществл етс  выходным сигналом схемы сравнени . Сигнал, пропорциональный энергии потерь в дросселе, поступает с выхода множительного устройства в

виде отрицательного напр жени  на дополнительный вход сумматора. Схема дополнительной отрицательной обратной св зи учитывает потери энергии в дросселе при его разр дке до момента размыкани  электронного ключа.

Дл  большей  сности на эпюре ,12 (фиг. 2) показаны импульсы управлени  зар дным ключом. Па эпюре 13 показано напр жение на накопительном конденсаторе дл  двух значений напр жени  (Ei и Еа) первичного источника питани  Е. Па эпюре 14 показан ток LC-контура дл  двух значений напр жени  источника питани . Па эпюре 15 показан выходной сигнал преобразовател  11. Паиболее предпочтительно использование

изобретени  в тех случа х, когда напр жение первичного источника питани  измен етс  в значительных пределах, а нестабильность напр жени  на накопительном конденсаторе не должна превышать 1%.

Фор-мула изобретени 

Устройство дл  стабилизации выходного напр жени  импульсного преобразовател  по авт. св. N° 365784, отличающеес  тем, что, с целью повышени  стабильности выходного напр жени , между выходом «вадратичного усилител , подключенного к шунту, и дополнительным входом сумматора включено множительное звено, между другим входом которого и выходом схемы сравнени  включен преобразователь временного интервала в напр жение .