SU725069A1 - Стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны схемы стабилизаторов посто- 5 янного напряжения с импульсным регулированием [1, 2].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизатор постоянного напряжения, 10 содержащий последовательно соединенные регулирующий элемент и БСД-фильтр, цепь отрицательной обратной связи, состоящую из последовательно соединенных узла сравнения, входом соединенного с выходом 15 для подключения нагрузки, усилителя постоянного тока и элемента преобразования сигнала [3].

К недостатку устройства относится высокий уровень динамической ошибки, воз- ²⁰ никающей при скачкообразных изменениях нагрузки и входного .напряжения. Это обусловлено инерционностью дросселя, а также запаздыванием, характерным для импульсных стабилизаторов с широтно-импульсным 25 модулятором (ШИМ) и равным половине периода. На практике реализовать без запаздывания импульсный стабилизатор напряжения невозможно.

Цель изобретения — снижение динами- 30 ческой ошибки импульсного стабилизатора постоянного напряжения, возникающей при скачкообразных изменениях нагрузки и входного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулирующий элемент и АС-О-фильтр, цепь отрицательной обратной, состоящую из последовательно соединенных узла сравнения, входом соединенного с выходом для подключения нагрузки, усилителя постоянного тока и элемента преобразования сигнала, введен блок амплитудной коррекции, один из.входов которого соединен с выходом цепи отрицательной обратной связи, два других входа — соответственно с выходом усилителя постоянного тока и выводом для подключения питающего источника, а выход блока амплитудной коррекции подключен к управляющему входу регулирующего элемента.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные регулирующий элемент /, £С£*-фильтр 2 и цепь отрицательной обратной связи, включающую в себя узел 3 сравнения, усилитель 4 постоянного тока, элемент 5 преобразования сигнала. Вход этой цепи соединен с выводом для подключения нагрузки стабилизатора, а выход отрицательной обратной связи — с входом блока 6 амплитудной коррекции, в состав которого входит узел 7 логики, вход которого подключен к усилителю 4 постоянного тока, а выход подается на сумматор 8 и узел 9 формирования управляющего сигнала, вход которого соединен с выводом для подключения питающего источника стабилизатора, а выход подключен к сумматору. Выход блока 6 амплитудной коррекции через сумматор 8 подсоединен к управляющему входу регулирующего элемента.

Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

В статическом режиме работы, при отсутствии импульсных возмущающих воздействий, стабилизация выходного напряжения достигается путем изменения относительной длительности импульса в зависимости от усиленного сигнала ошибки, а сигнал в узел 9 определяет рабочую точку регулирующего элемента 1 в открытом состоянии. При этом регулирующий элемент 1 работает в режиме ненасыщенного ключа. В режиме импульсных возмущающих воздействующих воздействий со стороны входа стабилизатора, узел 9 вырабатывает корректирующий сигнал, .поступающий на управляющий вход регулирующего элемента 1, и осуществляет амплитудную коррекцию напряжения на регулирующем элементе, что в свою очередь препятствует прохождению импульсных возмущений на выход стабилизатора.

Импульсные возмущающие воздействия со стороны выхода стабилизатора отрабатываются сигналом отрицательной обратной связи, выделяемым узлом 7 и поступающим через сумматор 8 на управляющий вход регулирующего элемента 1. Данный сигнал осуществляет амплитудную коррекцию напряжения на регулирующем элементе и снижает уровень динамической ошибки напряжения на выходе стабилизатора.

При одновременном возникновении возмущающих воздействий со стороны входа и выхода стабилизатора блок 6 осуществляет амплитудную коррекцию напряжения на регулирующем элементе 1 сигналом, полученным путем суммирования сигналов с узлов 9 и 7 на сумматоре 8.

Введение в схему стабилизатора блока 6 позволяет отрабатывать импульсные возмущения по непрерывным каналам амплитудного регулирования. При этом быстродействие непрерывного канала такое же, как и в непрерывных стабилизаторах, и определяется частотными свойствами элементов, входящих в этот контур.

Таким образом, предлагаемое изобретение в статическом режиме стабилизирует напряжение по принципу ШИМ, а в динамических режимах по принципу непрерывно-импульсного регулирования.

Особенностью устройства является то, что рабочая точка в открытом состоянии регулирующего элемента 1 выбирается на границе двух областей — насыщения и активной.

Так как регулирующий элемент 1 не входит в область насыщения, существенно снижается уровень высокочастотных помех. При таком режиме работы регулирующего элемента значительно расширяется область применения импульсных стабилизаторов напряжения и повышается эффективность их использования при наличии возмущений со стороны входа и выхода.

Как показывает опыт разработки, введение в импульсный стабилизатор блока 6 позволяет добиться практически 100%-ной помехозащищенности импульсных стабилизаторов по входу, чего невозможно достичь без этого блока. Это обстоятельство дает возможность применять менее громоздкие входные фильтры.

Сведение в импульсном стабилизаторе напряжения времени запаздывания к нулю снижает динамическую ошибку в два раза.

Claims (2)

1. элемент 5 преобразовани  сигнала. Вход этой цепи соединен с выводом дл  подключени  нагрузки стабилиЗ:атора, а выход отрицательной обратной св зи - с входом блока 6 амплитудной коррекции, в состав которого входит узел 7 логики, вход которого подключен к усилителю 4 посто нного тока, а выход подаетс  на сумматор 8 и узел 9 формировани  управл ющего сигнала , вход которого соединен с выводом дл  подключени  питающего источника стабилизатора , а выход подключен к сумматору. Выход блока 6 амплитудной коррекции через сумматор S 1подсоединен к управл ющему входу регулирующего элемента. Стабилизатор посто нного напр жени  работает следующим образом. В статическом режиме работы, при отсутствии импульсных возмущающих воздействий , стабилизаци  выходного напр женн  достигаетс  путем изменени  относительной длительности импульса в зависимости от усиленного сигнала ощибки, а сигнал в узел 9 определ ет рабочую точку регулирующего элемента / в открытом состо нии . При этом регулирующий элемент 1 работает в режиме ненасыщенного жлюча. В режиме импульсных возмущающих воздействующих воздействий со стороны входа стабилизатора, узел 9 вырабатывает корректирующий сигнал, ,поступающий на управл ющий вход регулирующего элемента /, и осуществл ет амплитудную ко|ррекЦ|Ию напр жени  на регулирующем элементе, что в свою очередь преп тствует прохождению импульсных возмущений на выход стабилизатора . .Импульсные возмущающие воздействи  СО стороны выхода стабилизатора отрабатываютс  сигналом отрицательной обратной св зи, выдел емым узлом 7 и поступающим через сумл1атор 5 на управл ющий вход регулирующего элемента /. Данный сигнал осуществл ет амплитудную коррекцию напр жени  на регулирующем элементе и снижает уровень динамической ошибки напр жени  на выходе стабилизатора . При одновременном возникновении возмущающих воздействий со стороны входа и выхода стабилизатора блок 6 ос 1цгствл ет амплитудную коррекцию напр /кени  на регулирующем элементе 1 сигналом, полученным путем суммировани  сигналов с узлов Р и 7 на сумматоре 8. Введение в схему стабилизатора блока 6 позвол ет отрабатывать импульсные возмущени  по непрерывным каналам амплитудного регулировани . При этом быстродействие непрерывного канала такое же, как и в lienpepbiBHbix стабилизаторах, и определ етс  частотными свойствами элементов , вход щих в этот контур. Таким образом, предлагаемое изобретение в статическом режиме стабилизирует напр жение по принципу ШИМ, а в дннамических режимах по принциту непрерывно-импульсного регулировани . Особенностью устройства  вл етс  то, что рабоча  точка в открытом состо нии регулирующего элемента / выбираетс  на границе двух областей - насыщени  и активной. Так как регулирующий элемент / не входит в область насыщени , существенно снижаетс  уровень высокочастотных помех. При таком режиме работы регулир)ющего элемента значительно ра-ощир етс  область применени  импульсных стабилизаторов напр жени  и повыщаетс  эффективность их использовани  при наличии возмущений со стороны входа и выхода. Как показывает опыт разработки, введение в импульсный стабилизатор блока 6 позвол ет добитьс  практически 100%-ной помехозащищенности импульсных стабилизаторов по входу, чего невозможно достичь без этого блока. Это обсто тельство дает возможность примен ть менее громоздкие входные фильтры. Сведение в имиульсном стабилизаторе напр жени  времени запаздывани  к нулю снижает динамическую ощибку в два раза. Формула изобретени  Стабилизатор посто нного напр жени , содержащий последовательно соединенные регулирующий элементы и фильтр, цепь отрицательной обратной св зи, состо щую из последовательно соединенных узла сравнени , входом соединенного с выходом дл  подключени  нагрузки, усилител  посто нного тока и элемента преобразовани  сигнала , отличающийс  тем, что, с целью снижени  динамической ощибки стабилизатора посто нного напр жени , возникающей при скачкообразных изменени х нагрузки и входного напр жени , введен блок амплнтудной коррекции, один из входов которого соединен с выходом цепи отрицательной обратной св зи, два других входа соединены соответственно с выходом усилител  посто нного тока и с выводом дл  подключени  питающего источника, а выход блока амплитудной коррекции подключен к управл ющему входу регулирующего элемента. Источники .информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 574710, кл. G 05 F I./56, 1976.
2. 2.Александров Ф. И. и Сиваков А. Р. И.мпульсные преобразователи и ста билизаторы . Л., «Энерги , 1970, с. 114.