SU771634A1 - Импульсный стабилизатор напр жени посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение ОТНОСИТСЯ к промьинленной электронике и может быть использовано дл  питаии  радиотехнических систем св зи, оптических квантовых генераторов и измерительных систем. 5

Известны импульсные стабилизаторы напр жени  посто нного тока И, 2.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл ет-10 с  импульсный стабилизатор напр жени  посто нного тока 2, который содержит ключевой элемент, включенный последовательно между входной кпегллой и входом LCD сглаживающего фильтра S выход которого подключен к выходным клеммам, задающий генератор, усилитель обратной св зи, вход которого соединен с выходными клеммами, а выход - с первым входом первого регене-20 ративного узла сравнени , второй вход указанного регенеративного узла сравнени  соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , вход которого соединен с первым делителем напр -25 жени  на резисторах, соединенного с входными клеммами, выход регенеративного узла сравнени  соединен с первым входом ключевого элемента, и управл ющий ключевой элемент, выход которого О

подключен параллельно конденсатору генератора пилообразного напр жени , а вход - через второй делитель напр жени  к выходу ключевого элемента.

Основным недостатком стабилизатора напр жени   вл етс  малое значение коэффициента сглаживани  на низких частотах при больших значени х коэффициента уменьшени  напр жени . В этих режимах длительности открытого состо ни  ключевого элемента станов тс  сравнимыми по величине с ошибкой системы управлени  по времени включени , и необходимый закон модул ции длительности нарушаетс .

Целью предлагаемого устройства  вл етс  увеличение коэффициента сглаживани  напр жени  при работе ставилизатора напр жени  с большим коэффициентом уменьшени  напр жени .

Claims (2)

1. Указанна  цель достигаетс  тем, что в импульсном стабилизаторе напр жени  посто нного тока задающий генератор выполнен в виде генератора пилообразного напр жени  и подключен выходом к первому регенеративному входу дополнительно введенного второго регенеративного узла сравнени ,аыход которого соединен со вторым входом ключевого элемента,а к другому входу второго регенеративного узла сравнени  под ключен выход дополнительно введенного сумматора, один из входов которого соединен с источником опорного напр же ,ни  а другой вход соединен с выходом фазовращател , вход которого через третий делитель напр жени  на резисторах и конденсатор соединен с входными клеммами. Сущность предлагаемого устройства заключаетс  в том, что врем  открыто го состо ни  ключевого элемента опре дел етс  величиной мгновенного значе ни  напр жени  на выводах источника питани , так что вольтсекундна  площадь импульсов посто нна. Дл  устранени  низкочастотной составл ющей на выходном ЬСС-фильтре измен етс  величина задержки открыти  ключевого элемента от момента срабатывани  зад 4ющего генератора. Величина задержки зависит от величины переменной составл ющей напр жени  на выводах источника питани , смещенного по фазе на угол, обеспечивающий максимальное уменьшение низкочастотной составл ющей в выходном напр жении стабилизатора . На фиг. 1 приведена электрическа  схема стабилизатора; на фиг. 2 приве дены диаграммы мгновенных значений напр жений на элементах стабилизатора . Кгаэчевой элемент 1 включен между положительной входной клеммой и одним из выводов дроссел  2 LCD сглажи вающего фильтра. Второй вывод дроссе л  2 соединен с положительной выходной клеммой. Конденсатор 3-сглаживающего фильтра подключен параллельно входным клеммам, а разр дный диод 4 подключен параллельно сглаживак цему дросселю 2 и выходным клеммам. Система управлени  стабилизатора состоит из задающего генератора 5, который обеспечивает включение ключевого элемента 1 с заданной частото Сигнал на отключение ключевого элеме та 1 вырабатываетс  регенеративной схемой б сравнени , котора  срабатывает при равенстве напр жени  на ген раторе 7 пилообразного напр жени  опорному напр жению на выходе усилител  8 отрицательной обратной св зи. Восстановление нулевого потенциала на конденсаторе генератора пилообраз ного напр жени  осуществл етс  с помощь  управл емого ключа 9, который включен параллельно конденсатору генератора 7 пилообразного напр жени  Состо ние управл емого ключа 9 определ етс  напр жением которое снимаетс  со второго делител  напр жени  на резисторах 10 и 11, включенных между отрицательным выводом источник питани  и выводом ключевого элемента 1. Зар д накопительного конденсатора генератора пилообразного напр жени  определ етс  коэффициентом делени  напр жени  первого делител  на резисторах 12 и 13, который подключен к выводам источника питани . Задающий генератор 5 выполнен в виде генератора пилообразного напр жени  и подключен к одному из входов второго регенеративного узла 14 сравнени , выход которого соединен с первым вхо дом ключевого элемента 1. К другому входу регенеративного узла 14 сравнени  подключен выход сумматора 15, к одному из входов которого подключен источник 16 опорного напр жени , а к другому входу подключен выход фазовращател  17. Вход фазовращател  17 соединен через третий делитель напр жени  на резисторах 18 и 1У и конденсатор 20 с выводами источника питани . На фиг. 2 приведены диаграмма мгновенных значений пилообраз.ного напр жени  21 на выводах задающего генератора и диаграмма мгновенных значений напр жени  22 на выходе сумматора, на которых отмечены моменты срабатывани  регенеративного узла 14 сравнени  и открыти  ключа 1. Приведены диаграмма 23 мгновенных значений напр жени  на входных клеммах, диаграмма 24 мгновенных значений напр жени  на разр дном диоде и диаграмма 25 мгновенных значений напр жени  на выходных клеммах . Предлагаемый стабилизатор работает следукхцим образом. Пилообразное напр жение 21 на выходе задающего генератора 5 сравниваетс  с напр жением 22 на выходе сумматора 15 с помощью второго регенеративного узла 14 сравнени . В момент равенства этих напр жений вырабатываетс  сигнал На включение ключа 1. До Ьтого момента ток нагрузки протекает через LCD-фильтр 2, 3, диод 4 и напр жение на выходе ключа 1 равно нулю. Конденсатор 7 генератора пилообразного напр жени  закорочен через ключ 9. В момент включени  ключевого элемента 1 положительна  входна  клемма подключаетс  к общей точке соединени  сглаживаницего дроссел  2, диода 4 и резистора 10. Диод 4 закрываетс , что вызЕлвает увеличение напр жени  на резисторе 11. Напр жение с резистора 11 подводитс  к ключу 9 и открывает его. Начинаетс  зар д конденсатора генератора 7 пилообразного напр жени . В момент равенства напр жений на конденсаторе генератора 7 и на выходе усилител  8 отрицательной обратной св зи первый регенеративный узел сравнени  вырабатывает сигнал на выключение ключевого элемента 1. : Увеличение напр жени  питани  вызывает увеличение напр жени  на резисторе 13, что вызывает увеличение скорости зар да конденсатора генератор4 7 пилообразного напр жени , и тем самым достигаетс  стабилизаци  выходного напр жени . Увеличение выходного напр жени  вызывает увеличение напр жени  на входе усилител  8 отрицательной обратной св зи, что приводит к уменьшению по величине на р жени  на выходе усилител  отрицательной обратной св зи, подаваемого на регенеративный.узел сравнени . Это приводит к уменьшению времени за р да конденсатора генератора пилообразного напр жени , уменьшению време ни включенного состо ни  ключа 1 и, следовательно, к стабилизации выходного напр жени . . Если в напр жении питани  нет переменной составл ющей, то напр жение .на выходном выводе ключевого элемента 1 будет иметь вид импульсов с неизменной амплитудой, равной напр жению питани , с посто нной частотой следовани  и с посто нной длительностью , котора  меньше периода повто рени  импульсов во столько раз, во сколько выходное напр жение стабилизатора меньше напр жени  источника питани . Если в напр жении источника питани  содержитс  переменна  состав л кнца  (фиг. 2, крива  напр жени  23 то длительность импульсов измен етс  При увеличении мгновенных значений напр жени  источника питани  из-за наличи  переменной составл ющей увеличиваетс  скорость зар да конденсат ра генератора пилообразного напр жени , что приводит к уменьшению време ни включенного состо ни  ключа 1. Де литель на резисторах- 12, 13 обеспечи вает уменьшение длительности импульсо пропорционально увеличению напр жени на выводах источника питани  и тем самым поддерживаетс  посто нство вол секундных площадей в каждом импульсе напр жени  на вьлводе ключевого элемента 1 и, следовательно, неизмен ность посто нной составл ющей за каж дый период частоты задающего генератора 5. , Компенсаци  переменной составл ющей в напр жении, на выходном LCBфильтре достигаетс  изменением времени задержки включени  ключевого элемента 1. Напр жение на выходе сумматора 15 (фиг. 2, крива  напр жени  22) сравниваетс  с напр жением пилы задающего генератора 5 (фиг. 2, крива  напр жени  21) с помощью второго регенеративного узла 14 сравнени . Опорное напр жение с источника 16 и переменное напр жение с фазовращател  17, которое по величине пропорционально переменной составл ющей источника питани , о спечивают зависимость задержки/от величины переменной составл ющей. Модул ци  фазы импульсов позвол ет компенсировать как ошибки ключа, так и ошибку метода, котора  приводит к по влению в выходном напр жении составл ющей, опережаквдей низкочастотную составл ющую входного напр жени . Предлагаемое устройство позвол ет значительно уменьшить пульсации выходного напр жени  стабилизаторов напр жени , работающих с большим коэффициентом уменьшени  напр жени . Предложение позвол ет получатьнеобходимый допустимый уровень пульсаций при ограниченных объемах и массе входных и выходных LCD-фильтров стабилизатора . Формула изобретени  Импульсный стабилизатор напр жени  посто нного тока, содержащий ключевой элемент, включенный последовательно между входной клеммой и входом LCD сглаживающего фильтра, выход которого подключен к выходньв клеммам, задающий генератор, усилитель обратной св зи, вход которого соединен с выходными клеммами, а выход - с первым входом первого регенеративного узла сравнени , второй вход указанного регенеративного узла сравнени  соединен с выходом генератора пилообразного напр жени  , вход которого соединен с первым делителем напр жени  на резисто рах , соединенного с входнь -1и клеммами, выход первого регенеративного узла срагнени  соединен с первым входом ключевого элемента, и управл ющий ключевой элемент, выход которого подключен параллельно конденсатору генератора пилообразного напр жени , а вход через второй делитель напр жени к выходу ключевого элемента, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  коэффициента сглаживани  напр жени  стабилизатора, указанный задакиций генератор выполнен в виде генератора пилообразного напр жени  и подключен выходом к первому входу дополнительно введенного второго регенеративного узла сравнени , выход которого соединен со вторым входом ключевого элемента, а к другому входу второго регенеративного узла сравнени  подключен .выход дополнительно введенного сумматора, один из входов которого соединен с источником опорного напр жени , а другой вход соединен с выходом фазовращател , вход которого через третий делитель напр жени  на резисторах и конденсатор соединен с входной клеммой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Чиженко И.М. и др. Основы преобразовательной техники. М., Высша  школа, 1974, р. 12 - 8, с. 383-384.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке W 2629945/07, кл. G 05 F 1/56 от 12.06.78.

   1

   V