SU788091A1

SU788091A1 - Dc voltage stabilizer

Info

Publication number: SU788091A1
Application number: SU792718784A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Кравец; Александр Михайлович Тюрин
Original assignee: Винницкий Завод Радиотехнической Аппаратуры
Priority date: 1979-01-17
Filing date: 1979-01-17
Publication date: 1980-12-15

Description

Изобретение относитс к элект,ротехнике и может быть использовано в системах электропитани автоматики и вычислительной техники. Известен стабилизатор напр жени содержащий последовательно включенные регулирующий элемент, фильтр, выполненный на дросселе, конденсатор и диоде, блок обратной св зи, широтно-импульсный модул тор l. Его недостатками вл ютс динамическа нестабильность выходного напр жени при изменении тока нагрузки из-за значительной посто нной времени дроссел фильтра.. Известен также стабилизатор напр жени , содержащий последовательно включенные регулирующий элемент, фильтр, выполненный на дросселе,, конденсаторе и Зс1 1кающем диоде, блок обратной св зи, широтно-импульсный модул тор и непрерывный па раллельный стабилизатор, подключенн к входным шинам. Использование непрерывного стабилизатора позвол ет уменьшить динамическую ошибку при скачкообразных набросах нагрузки 2 Однако при сбросе нагрузки рост выходного напр жени , обусловленный разр дом накопительной индуктивности, достаточно не компенсируетс синфазным изменением тока регулирующего транзистора Непрерывного стабилизатора . Объ сн етс это тем, что непрерывный стабилизатор в подобных устройствах выбираетс маломощным. Если непрерывный стабилизатор выбрать достаточно мощным (регулирующий элемент рассчитан примерно на номинальный ток нагрузки), то начинает сказыватьс разница во времени включени и выключени транзистора регулирующего элемента непрерывного стабилизатора и транзистора, шунтирующего один из бёшластных резис торов. Поскольку блок управлени специально не предусматривает паузы между включением одного и выключением другого транзистора, то они могут одновременно находитьс или во включенном состо нии сквозной ток или в выключенном из-за разброса времени 1:акоп;1ени и рассасывани неосновных носителей зар да в рабочих объемах полупроводниковых структур), что приведет к существенной динамической ошибке.The invention relates to electrical engineering, and can be used in power supply systems for automation and computer technology. A voltage regulator is known comprising a regulating element connected in series, a filter made on a choke, a capacitor and a diode, a feedback unit, a pulse-width modulator l. Its disadvantages are the dynamic instability of the output voltage when the load current changes due to the considerable time constant of the filter throttles. Also known is a voltage regulator containing a series-connected regulating element, a filter made on the inductor, capacitor and AC1 diode, block feedback, a pulse width modulator and a continuous parallel regulator connected to the input buses. The use of a continuous stabilizer allows to reduce the dynamic error during abrupt load surges 2 However, during load shedding, the growth of the output voltage due to the cumulative inductance is not sufficiently compensated by the in-phase change in the current of the Continuous stabilizer control transistor. This is explained by the fact that the continuous stabilizer in such devices is chosen low-power. If a continuous stabilizer is chosen sufficiently powerful (the regulating element is designed approximately for the rated load current), then the difference in the switching on and off times of the transistor of the regulating element of the continuous regulator and the transistor shunting one of the besystlast resistors begins to affect. Since the control unit does not specifically provide for a pause between turning on one and turning off the other transistor, they can simultaneously be either in the on-state through-current or turned off due to time variation 1: acop; 1eni and absorption of minority carriers in the semiconductor working volumes structures), which will lead to a significant dynamic error.

Цель изобретени - снижение динамической нестабильности стабилизатора .The purpose of the invention is to reduce the dynamic instability of the stabilizer.

Поставленна цель достигаетс тем, что в стабилизатор напр жени , , содержащий последовательно включенные регулирующий элемент, фильтр, выполненный на дросселе и зa ыкaющeм диоде, датчик выходного напр жени и источник опорного напр жени , подключенные к входам усилител обратной св зи, выход которого соединен с входом широтно-илшульсного модул тора , введены датчик входного напр жени и опорный элемент, подкл1Ьчен1ые к входу усилител посто нного тока, выход которого соединен с регулирующим элементом, а его питание осуществл етс через переключающий элемент от входного напр жени , причем вход переключающего элемента соединен с выходом широтно-импульсного модул тора.The goal is achieved by the fact that a voltage regulator, containing a series-connected regulating element, a filter made on the choke and a closing diode, an output voltage sensor and a reference voltage source connected to the inputs of the feedback amplifier, the output of which is connected to the input of a pulse width modulator, an input voltage sensor and a support element are inserted, connected to the input of a dc amplifier, the output of which is connected to the regulating element, and its power is supplied ithout switching element of the input voltage, the input switch element connected to the output of the pulse width modulator.

На чертеже приведена структурна схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Стабилизатор напр жени состоит из датчика 1 входного напр жени , переключающего элемента 2, через который питаетс усилитель 3 посто нного тока, опорного элемента 4, регулирующего элемента 5, фильтра, состо щего из дроссел 6 и замыкающего диода 7, широтно-импульсногчэ модул тора 8, усилител - 9 обратной св зи, источника 10 опорного напр жени , датчика 11 выходного напр жени .The voltage stabilizer consists of an input voltage sensor 1, a switching element 2 through which the DC amplifier 3 is fed, a support element 4, a regulating element 5, a filter consisting of droplets 6 and a closing diode 7, and a pulse width modulator 8 , amplifier - 9 feedback, voltage source 10, sensor 11, the output voltage.

Стабилизатор напр жени работает следующим образом.The voltage regulator operates as follows.

Входное напр жение стабилизатора измер етс датчиком 1 входного напр жени , сравниваетс с напр жением опорного элемента 4. Результат сравнени усиливаетс усилителем 3 и воздействует на регулирукадий элемент 5. Поскольку усилитель 3 питаетс через переключающий элемент 2, то на выходе усилител 3 имеет место импульсное напр жение. Амплитуда этих импульсов будет находитьс в функциональной зависимости от напр жени , при повышении которого амплитуда их уменьшаетс , и регулирующий элемент 5 призакрываетс , при понижении амплитуда повышаетс , регулирующий элемент приоткрываетс . В итоге на выходе регулирующего элемента (на входе фильтра) получаем стабилизированные по амплитуде имульсы .The input voltage of the stabilizer is measured by the input voltage sensor 1, compared with the voltage of the support element 4. The comparison result is amplified by the amplifier 3 and acts on the control element 5. Since the amplifier 3 is powered through the switching element 2, a pulse voltage takes place at the output of the amplifier 3 living The amplitude of these pulses will be functionally dependent on the voltage, with increasing of which their amplitude decreases, and the regulating element 5 closes, with a decrease the amplitude increases, the regulating element opens slightly. As a result, at the output of the regulating element (at the input of the filter) we obtain stabilized in amplitude pulses.

При изменении тока нагрузки и отклонении при этом выходного напр жени от номинального значени в действие вступает цепь обратной св зи по ыходному напр жению, состо ща из атчика 11 выходного напр жени , силител 9 обратной св зи, источниа 10 опорного напр жени , широтномпульсного модул тора 8.When the load current changes and the output voltage deviates from the nominal value, an output voltage feedback circuit, an output voltage voltage sensor 11, a feedback voltage amplifier 9, a voltage source 10, a pulse-width modulator, takes effect. eight.

Последний измен ет длительность мпульсов в зависимости от отклонени The latter changes the duration of the pulses depending on the deviation.

выходного напр жени , воздействует на переключающий элемент 2. Таким образом, стабилизатор напр жени представл ет собой как бы две системы автоматического регулировани : систему автоматического регулировани по возмущению, и по отклонению, переключающий элемент 2 вл етс св зующим звеном между этими системами . Перва система измен ет амплитуду управл ющих импульсов регулирующего элемента 5 в зависимости от вхоного напр жени стабилизатора, втора - длительность этих импульсов в зависимости от отклонени выходного напр жени .the output voltage acts on the switching element 2. Thus, the voltage regulator is like two systems of automatic control: the system of automatic control by disturbance, and by deviation, the switching element 2 is the connecting link between these systems. The first system changes the amplitude of the control pulses of the regulating element 5 depending on the input voltage of the stabilizer, the second the duration of these pulses depending on the deviation of the output voltage.

Таким образом, на выходе регулирующего элёмента (на входе фильтра) имеем импульсы посто нной амплитуды, длительность которых измен етс в небольших пределах, что позвол ет при значительно меньшей величине накопительной индуктивности 7 обеспечить непрерывный ток через нее. Уменьшение величины накопительной индуктивности резко уменьшает динамическую нестабильность стабилизатора .Thus, at the output of the regulating element (at the filter input) we have pulses of constant amplitude, the duration of which varies in small limits, which allows for a much smaller value of the cumulative inductance 7 to provide a continuous current through it. The decrease in the value of the cumulative inductance dramatically reduces the dynamic instability of the stabilizer.

Применение предлагаемого ycтpoйcтва позвол ет снизить уровень динамической нестабильности стабилизатора. Использование его целесообразно в радиотехнической аппаратуре различного назначени , ток потреблени которой измен етс скачкообразно и в широких пределах.The application of the proposed structure allows reducing the level of dynamic instability of the stabilizer. Its use is advisable in radio equipment for various purposes, the current consumption of which varies in steps and within wide limits.

Claims

1. Aleksandrov F.I., Sivanov A.R. Pulsed semiconductor converters and voltage stabilizers. M., Energie, 1970, p. 31.

2 .. USSR author's certificate No. 297038, cl. G 05 F, 1969.

+

L

X.

S

//

.

-