SU758103A1

SU758103A1 - Стабилизатор напряжения постоянного тока 1

Info

Publication number: SU758103A1
Application number: SU782692707A
Authority: SU
Inventors: Nikolaj Duplin; Aleksandr V Minashkin
Original assignee: Ryazanskij Radiotekhnicheskij
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1978-12-06
Publication date: 1980-08-23

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания автоматики и вычислительной техники.

Известный стабилизатор напряжения постоянного тока содержит регулирующий орган, выполненный в виде двух одинаковых преобразовательных ячеек, подключенных ко входу к общей нагрузке, а по входу - через коммутирующие ключи к источнику Питающего напряжения [1] .

Недостаток устройства - малый допустимый диапазон изменения питающего напряжения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизатор напряжения постоянного то- 2 ка, содержащий регулирующий орган, состоящий из N однотипных преобразовательных ячеек, соединенных по выходу параллельно, а по входу - последовательно через диоды и подклю- 2, ченных к основному источнику постоянного напряжения, N коммутирующих элементов, соединенных управляющими входами с блоками управления по входному и выходному напряжениям [2] .

2

Недостаток устройства - большая расчетная мощность коммутирующих элементов и диодов, что ухудшает массогабаритные показатели устройства.

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов стабилизатора напряжения постоянного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения постоянного тока, содержащем регулиру- . ющий орган, состоящий из N однотипных преобразовательных ячеек, соединенных по выходу параллельно, а по входу - последовательно через диоды и подключенных к основному источнику постоянного напряжения, N коммутирующих элементов, соединенных управляющими входами с блоками управления по входному и выходному напряжениям, входные выводы упомянутых преобразовательных ячеек через соответствующие развязывающие диоды и коммутирующие элементы подсоединены к вновь введенному резервному источнику постоянного напряжения, причем у первой половины ячеек развязывающие диоды включены в цепи входных выводов одной полярности, а у дру3

758103

4

гой половины ячеек - в цепи входов другой полярности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема стабилизатора напряжения постоянного тока; на фиг. 2 - зависимость расчетной мощности коммутирующих ячеек от номера ячейки.

Стабилизатор напряжения постоянного тока состоит из регулирующего органа 1, управляемого блока 2 управления по отклонению выходного напряжения и блоком 3 управления по отклонению входного напряжения. Регулирующий орган 1 состоит из ряда однотипных преобразовательных ячеек 4, соединенных между собой по выходу параллельно на общую нагруз ку (на схеме не показано), а по з входу - последовательно через диоды 5, и подключенных к основному источнику 6 постоянного напряжения. Преобразовательные ячейки 4, кроме того, через соответствующие диоды 7 и коммутирующие элементы 8 подключены ко входу к другому источнику 9 постоянного напряжения, причем у первой и второй половины ячеек диоды 7 включены в цепи входных зажимов разной полярности.

Стабилизатор напряжения постоянного тока работает следующим образом.

При наличии напряжения на выходе основного источника 6 питания блок 3 управления обеспечивает разомкнутое состояние коммутирующих элементов 8. В этом случае ячейки 4 оказываются соединенными по входу последовательно через диоды 5. На входе каждой из ячеек устанавливается напряжение, равное величине Нф/N, где и - выходное напряжение источника 6, а N - число преобразовательных ячеек. Блок 2 управления, воздействуя на· силовые транзисторы ячеек широтноимпульсным сигналом, обеспечивает постоянство выходного напряжения и_н.

При пропадании напряжения основ-⁷ного источника 6 блок 3 управления замыкает контакты коммутирующих элементов 8, чем обеспечивается параллельное соединение ячеек по входу.

На входе каждой ячейки устанавливается напряжение резервного источника 9, роль которого на практике выполняет аккумулятор.

Число ячеек N выбирается таким образом, чтобы выполнялось условие

и₆ - N ’ и₉.

При этом на входах каждой ячейки в обоих режимах работы напряжение драк тически не меняется, что позволяет гарантировать постоянство выходного напряжения. Важно отметить, что в обоих режимах выходная мощность . равна сумме выходных мощностей ячеек .

Диоды 7 и коммутирующие элементы 8 исключают в первом режиме протекание тока от основного источника 6 по резервному источнику 9, а во втором режиме обеспечивают параллельное соединение ячеек.

Преимущества данного стабилизатора перед известным при установке их в систему гарантированного электроснабжения состоят в следующем. В данном стабилизаторе в два раза меньше число и в четыре раза меньше суммарная расчетная мощность коммутирующих элементов 8, в четыре раза меньше суммарная расчетная мощность развязывающих диодов 7.

Это объясняется следующим образом. При установке известного стабилизатора в систему гарантированного электроснабжения аккумулятор 9 подключают ко входу стабилизатора через развязывающий диод, который исключает протекание тока основного источника 6 по аккумулятору 9. Расчетная мощность развязывающего диода определяется как

Рд= и₀бр. N =мз_я(и_ь - и₃), где - обратное напряжение на

диоде,'

З_й - максимальное значение входного тока одной ячейки.

В предложенном стабилизаторе развязывающие диоды 7 пропускают суммарный ток, равный величине N0^, однако к каждому из них прикладывается в закрытом состоянии меньшее обратное напряжение. Из фиг, 1 видно, что максимальное напряжение, равное величине й 11_ь / 2, прикладывается только к диодам первой и последней ячеек, Обратное напряжение на остальных диодах распределяется по закону, изображенному на фиг. 2, из которого следует η/г .

Р_А= N О*. 2и₆ (_Г ~ )=Ν·3_φ.В данном стабилизаторе роль половины коммутирующих элементов выполняют развязывающие диоды 7, что сокращает количество первых вдвое. Кроме того, в данном стабилизаторе по сравнению с известными напряжение на разомкнутых контактах коммутирующих элементов не превышает величины и₆/2, изменяясь по закону, представленному на фиг. 2.

Поэтому суммарная расчетная мощность коммутирующих элементов в данном стабилизаторе в четыре раза меньше, чем в известном.

Таким образом, существенное уменьшение расчетной мощности диодов и ком мутирующих элементов, уменьшение в два раза последних позволяет говорить о том, что масса и габариты данного стабилизатора меньше, чем аналогичные показатели известного устройства, что и определяет преимущество этой

5

758103

6

схемы в системах гарантированного электроснабжения.

Claims

Формула изобретения

5

Стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий орган, состоящий из N однотипных преобразовательных ячеек, соединенных по выходу параллельно,а по входу - ю последовательно через диоды и подключенных к основному источнику постоянного напряжения, N коммутирующих элементов, соединенных управляющими входами с блоками управления ,,

по входному и выходному напряжениям, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов стабилизатора, входные выводы упомянутых преобразовательных яче ек через соответствующие развязывающие диоды и коммутирующие элементы подсоединены к вновь введенному резервному источнику постоянного напряжения, причем у первой половины ячеек развязывающие диоды включены в цепи входных выводов одной полярности, а у второй половины ячеек - в цепи входов другой полярности .