(5) НЕПРЕРЫВНО-КЛОЧЕВОЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(5) CONTINUOUS-SHUTTLE POWER SUPPLY SOURCE
Изобретение относитс к электротехнике , а именно к источникам элек тропитани радиоэлектронной аппаратуры и электротехнических систем. Известен непрерывно-ключевой ста« билизатор напр жени , содержащий непрерывный и ключевой стабилизаторы llj Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс непрерывно-ключевой стабилизатор напр жени , содержащий последовательно соединенные ключевой элемент LCD-фильтр, регулирующий элемент непрерывного действи , схему сравнени , уЬилитель посто нного тока, один из выходов которого соединен с управл ющим электродом регулирующего элемента непрерывного действи , а вход - с выходом схемы сравнени , дат чик тока, фильтр цепи управлени ключевого стабилизатора и широтно-импульсный модул тор i 2. Недостатком данных устройств вл етс то, что при малом значении noсто нной времени и, соответственно, коэффициента сглаживани фильтра цепи управлени ключевого стабилизатора оно тер ет устойчивость от возмущений , возникающих в выходной и входной цеп х. Завышение в цел х обеспечени устойчивости схемы посто нной времени фильтра цепи управлени ключевого стабилизатора приводит к повышению динамической и статической нестабильности и снижению КПД устройства при изменени х тока нагрузки, что обусловлено инерционностью фильтра. Цель изобретени - повышение устойчивости и улучшение качества регулировани непрерывно-ключевого источника электропитани . Поставленна цель достигаетс тем, что в непрерывно-ключевой источник электропитани , состо щий из импульсного и непрерывного стабилизаторов, причем ключевой элемент импульсного стабилизатора соединен пЪследовательно с ЦЮ-фильтром, цепь, состо ща из последовательно соединенных регулирующего элемента непрерывного стабилизатора и датчика тока, подключен параллельно выходным выводом источ ника , блок сравнени входом подключен к выходным выводам источника , а выходом - к входу усилител посто нного тока, выход которого под ключен к управл ющему входу регулиру ющего элемента непрерывного стабилизатора , а датчик тока через параллел но подключенный к его выводам фильтр соединен со входом широтно-импульсно го модул тора, выход которого подклю чей к управл ющему входу ключевого стабилизатора, введены блок управлени и регулируемое сопротивление, причем один вывод регулируемого сопроти .влени подключен к одному из выводов датчика тока, второй вывод регулируемого сопротивлени через .фильтр подключен к дополнительному входу широтно-импульсного -модул то а , а управл ющий вход через блок управлени - к дополнительному выходу усилител посто нного тока. На чертеже представлена функциональна схема непрерывно-импульсного источника электропитани . Источник содержит последовательно соединенные ключевой элемент 1, ЬСЮ-фильтр 2, регулирующий элемент непрерывного стабилизатора 3, блок сравнени ., усилитель посто нного тока 5, один из выходов которого соединен с управл ющим электродом регулирущего элемента непрерывного стабилизатора, а вход - с выходом блока сравнени , датчик тока 6, фильтр 7 цепи управлени ключевого стабилизатора, широтно-импульсный модул тор 8, блок управлени 9 и регулируемое сопротивление 10, примем один вывод последнего соединен с выходом датчика тока, второй - с дополнительным входом широтно-импульсного модул тора, а управл ющий вход через блок управлени с дополнитель ным выходом усилител посто нного то ка. Непрерывно-импульсный источник электропитани работает следующим рбразом. В статическом режиме работы, при отсутствии возмущающих воздействий вс кие изменени выходного напр женил непрерывно-ключевого источника электропитани передаютс дл их обрабо.тки по цепи обратной св зи не прерывного стабилизатора, состо щей из блока сравнени 4 и усилител посто нного тока 5, на линейный регулирующий элемент 3 и по цепи управлени импульсного стабилизатора, состо щей из фильтра 7 и широтно-импульсного модул тора 8, на ключевой элемент 1, Среднее значение тока, протекающего через регулирующий элемент 3 непрерывного стабилизатора, и среднее значение выходного напр жени устройства поддерживаетс на заданном уровне изменением длительности замкнутого состо ни ключевого элемента 1. Посто нна времени Тф и, соответственно, коэффициент сглаживани Ксг фильтра 7 задаетс сигналом , снимаемым с блока управлени 9 и поступающим на регулируемое сопротивление 10 (в качестве регулируемого сопротивлени может служить транзистор ). Тф RC, где R, С - активное сопротивление и емкость фильтра 7. f экe, Хс Л/N . К, где , - емкостное сопротивление конденсатора и эквивалентна нагрузка фильтра 7. Причем, посто нна времени Тф устанааливаетс минимально возможной, т. е. таким, чтобы обеспечить работоспособность устройства на границе зоны устойчивости. Обеспечение в статическом режиме работы устройства минимального значени посто нной времени Тф позвол ет снизить инерционность фильтра 7, и следовательно, повысить быстродействие импульсного стабилизатора. При этом изменени тока нагрузки отрабатываютс быстрее импульсным стабилизатором и на регуПирующем элементе 3 непрерывного стабилизатора рассеиваетс меньша мощность , что ведет к повышению КПД стабилизатора . При наличии возмущений как по входу, так и по выходу стабилизатора величина сигнала, снимаемого с дополнительного выхода Усилител посто нного тока 5, может превысить заданную величину динамической нестабильности. Это приведет к по влению на выходе блока 9сигнала, который поступит на управл ющий вход регулируемого сопротивлени 10. При этом возрастет величина активногоThe invention relates to electrical engineering, in particular, to sources of electrical equipment for electronic equipment and electrical systems. The continuous key voltage stabilizer is known, containing continuous and key stabilizers llj. The closest to the technical essence and the achieved result is a continuously key voltage regulator containing an LCD filter connected in series key element, a continuous regulating element, a comparison circuit, A DC coupler, one of the outputs of which is connected to the control electrode of the continuous control element, and an input to the output of the comparison circuit, a sensor ka, the filter of the control circuit of the key stabilizer and the pulse-width modulator i 2. The disadvantage of these devices is that with a small value of real time and, accordingly, the smoothing factor of the filter of the control circuit of the key stabilizer it loses stability from disturbances arising in output and input circuit x. The overestimation in order to ensure the stability of the constant filter timing circuit of the control circuit of the key stabilizer leads to an increase in the dynamic and static instability and a decrease in the efficiency of the device with changes in the load current due to the inertia of the filter. The purpose of the invention is to increase stability and improve the quality of regulation of a continuously-key source of electrical power. The goal is achieved by the fact that in a continuously-key power source consisting of a pulsed and continuous stabilizers, the key element of a pulsed stabilizer connected in connection with the DL filter, a circuit consisting of a series-connected regulating element of the continuous stabilizer and a current sensor is connected in parallel the output terminal of the source, the comparison unit is connected to the output terminals of the source, and the output to the input of the DC amplifier, whose output is connected to the control input of the regulating element of the continuous stabilizer and the current sensor through a filter connected in parallel to its terminals are connected to the input of a pulse-width modulator, the output of which is connected to the control input of the key stabilizer, a control unit and an adjustable resistance are inserted, one The adjustable resistance terminal is connected to one of the current sensor terminals, the second adjustable resistance terminal is connected through the filter to the auxiliary input of the pulse-width modulus, and the control yuschy input via the control unit - a further output of the amplifier DC. The drawing shows a functional circuit of a continuous-pulse power supply. The source contains serially connected key element 1, an SLC filter 2, a regulating element of a continuous regulator 3, a comparison unit, a DC amplifier 5, one of the outputs of which is connected to a control electrode of a regulating element of a continuous stabilizer, and an input to an output of a comparison unit , current sensor 6, filter 7 of the control circuit of the key stabilizer, pulse-width modulator 8, control unit 9 and adjustable resistance 10, we take one output of the latter connected to the output of the current sensor, the second from olnitelnym input of the pulse-width modulator, and a control input via a control unit with an additional output amplifier the constant ka. A continuous-pulse power supply operates as follows. In a static mode of operation, in the absence of disturbing influences, all changes in the output voltage of a continuously-key source of power are transmitted to process them through a feedback circuit of a continuous regulator consisting of a comparison unit 4 and a DC amplifier 5, to a linear the regulating element 3 and the control circuit of a pulsed stabilizer consisting of a filter 7 and a pulse-width modulator 8, to the key element 1, the average value of the current flowing through the regulating element 3 continuous the stabilizer, and the average value of the output voltage of the device is maintained at a predetermined level by changing the duration of the closed state of the key element 1. The time constant Tf and, accordingly, the smoothing factor Xy of the filter 7 is determined by the signal removed from the control unit 9 and fed to the adjustable resistance 10 ( the transistor can serve as an adjustable resistance). Tf RC, where R, C - active resistance and filter capacity 7. f ek, Xc L / N. K, where, is the capacitance of the capacitor and is equivalent to the load of the filter 7. Moreover, the time constant TF is set as low as possible, i.e., so as to ensure the device is operational at the boundary of the stability zone. Providing in a static mode of operation of the device the minimum value of a constant time Tf allows to reduce the inertia of the filter 7, and therefore, to increase the speed of the pulse stabilizer. In this case, changes in the load current are processed faster by a pulse stabilizer and less power is dissipated on the regulating element 3 of the continuous stabilizer, which leads to an increase in the efficiency of the stabilizer. If there are disturbances both at the input and at the output of the stabilizer, the magnitude of the signal taken from the additional output of the DC amplifier 5 may exceed the specified value of the dynamic instability. This will result in the output of the signal block 9, which will go to the control input of adjustable resistance 10. This will increase the value of the active
сопротивлени регулируемого сопротивлени 10 и соответственно посто нна времени Тф, что приводит к расширению области устойчивой работы стабилизатора и предотвращает возник новение автоколебательного режима устройства.the resistance of the adjustable resistance is 10 and, accordingly, the time constant TF, which leads to the expansion of the stabilizer's stable operation area and prevents the occurrence of the device self-oscillation mode.
Таким образом, введение в непрерывно ключевой источник электропитани блока управлени 9 и регулируемого сопротивлени 10 позвол ет повысить динамическую устойчивость и КПД стабилизатора в статическом режиме работы, что достигаетс изменением посто нной времени цепи управлени импульсного стабилизатора в зависимости от величины нестабильности выходного напр жени устройства. Кроме того, повышение быстродействи импульсного стабилизатора за счет обеспечеыи в статическом и динамическом режимах работы устройства минимально возможного значени посто нной времени Тф позвол ет повысить качество регулировани выходного напр жени стабилизатора.Thus, the introduction of the control unit 9 and the adjustable resistance 10 into the continuously key source of power makes it possible to increase the dynamic stability and efficiency of the stabilizer in a static mode of operation, which is achieved by changing the time constant of the control circuit of the pulse stabilizer depending on the value of the output voltage instability of the device. In addition, an increase in the operating speed of the pulse stabilizer due to the provision in the static and dynamic modes of operation of the device with the minimum possible value of a constant time TF allows an increase in the quality of control of the output voltage of the stabilizer.