Импульсный стабилизатор напряжения

 

ИМПУЛЬСНЬЙ СТАБИЛИЗАТОР НАЛРЯЖЕНИЯ, содержащий между входным и выходным выводами последовательно соединенные силовой ключ и LCD-фильтр, делитель напряжения, включенньй параллельно выходным выводам , усилитель ошибки, инвертирующим входом подключенной к выходу делителя напряжения, источник опорного напряжения, включенпьш между инвертируюгаям входом усилителя ошибки и общей шиной, компаратор, иеинвертирующим входом соедииенньй с выходом усиипп.елтя ошибки, инвертирумщим входом - с генератором пилообразного напряжения, вькодом - с управляюЕцим входом силового ключа,, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения динамической стабильности выходного напряжения при скачкообразном повышении тока нагруя : -:, в него введены допрлшгельный нсточиик опорного напряжения, усилиге.п с золой i нечувствительности и регулирующий элемент, причем дополнительны источник опорного напряжения включен между общей шиной и первым входом усилителя с зоной нечувствительности, второй вход которого соединен с выходом усилителя ошибки, регулирующий элемент включен меяду входным и выН9 А ходньпч зыврдами , а его вход управлегкэв-л ния соединен с выходом усиллгеля с зоной нечувствительности.

СОЮЗ СОВЕТСКИ<

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 С О» Р 1!56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВ,К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3587896/24-07 (22) 06.05.83 (46) 07.10.84. Бюл. И- 37 (72) М.В.Капитанов, Н.Н.Прокопенко, Е,И.Старченко и Ю.М.Соколов (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянов (Ленина) и Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (53) 621,316,722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 222746, кл. G 05 F 1/56.

2. Мкртчян Ж.А. Электропитание

ЭВМ. М., "Энергия", 1980, с. 58, рис. 2.30, 2.3 l..

3. Букреев С.С. Силовые электронные устройства. М., "Радио и связь"

1982, с ° 197, рис. 11.9. (54)(57) ИМПУЛЬСН}>>И СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий между входным и выходным выводами последовательно соединенные силовой ключ и

L D-фильтр, делитель напряжения, включенный параллельно выходным выводам, усилитель ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делителя напряжения, источник 0IIopHo— го напряжения, включенный между пнвертирую>цим входам усилителя ашпбкп и общей шиной, кампаратар, пеинвертирующпм входам соединенный с выходам усилп i. еля сцвiбки, пиве}>Т1>рую>щ>ьм вха— дом — с генератором пилообразного напряжения„ выходам — с управляющп > входам сплсвога ключа, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения динамической стабп:и паст>: выходного напряжения прп скачксосра".—

НоМ повышении така нагр; :- .êп, B нега введены дополпптельпь.п исто!fili>; опорного напряжения, усилитель с за>пой нечувс.твптельнастп п репу»п1 ующий элемент, причем дапол .пт льпый псгачник опорного напряжения включен между аб>щей шиной и первым входом усилителя с зоной нечувствительности, второй вход котарсга соединен с выходам усилителя ошибки, регулирую:.цпй элемент включен между входньм и выходным >зывсдами, а его вход управления соединен с выходом усплпгеля с запой печувствитепьнаст:i.

1 11176

Изобретение относится к электро-, технике и может быть использовано в блоках питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известны импульсные стабилизатс5 ры напряжения (ИСН), содержащие уст-. ройства подавления провалов выходного напряжения (11 и (21

Недостатком стабилизаторов явля- ется относительно высокая динамическая нестабильность выходного напряжения, обусловленная тем, что схема выполнена на дискретных элементах. ,Динамическую .стабильность можно повысить, используя интегральные операционные усилители, но это требует либо специализированных интегральных

Оу,либо значительного усложнения схемы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ИСН, 20 содержащий между своим входом и выходом последовательно соединенные силовой ключ и lCD -фильтр, делитель напряЖения, включенный параллельна выходным клеммам, усилитель ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делителя, источник опорного напряжения, включенный между неинвертирующим входом усилителя ошибки и общей шиной, компаратор, неинвертирующим входом соединенный с выхо30 . дом усилителя ошибки, инвертирующим входом — с генератором пилообразного напряжения, а выходом — с управляющим входом силового ключа (3) .

Недостатком известного ИСН явля- 35 ется низкая динамическая стабильность выходного напряжения при скачкообразном увеличении тока нагрузки.

Цель изобретения — повышение динамической стабильности выходного Ж напряжения при скачкообразном повышении тока нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в ИСН, содержащий между входным и выходным выводами последовательно соединенные силовой ключ и LCD -фильтр делитель напряжения, включенный парал-, лельно выходным выводам, усилитель ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делителя напряже- 50 ния, источник опорного напряжения, включенный между неинвертирующим входом усилителя ошибки и общей шиной, компаратор, неинвертирующим входом соединенный с выходом усилителя ошнб-55 ки, инвертирующим входом — с генера,тором пилообразного напряжения, выходом — с управляющим входом си08 1 лового ключа, введены дополнит льный источник опорного напряжения, усилитель с зоной нечувствительности и регулирующий элемент, причем дополнительный источник опорного напряжения включен между общей шиной и первым входом усилителя с зоной нечувствительности, второй вход которого соединен с выходом усилителя ошибки, регулирующий элемент включен между входным и выходным выводами,а его вход управления соединен с выходом уси-. лителя с зоной нечувствительности.

На фиг, 1 приведена функциональная схема ИСН; на фиг. 2 — характеристика вход — выход усилителя с зоной нечувствительности.

ИСН (фиг. 1) сод ржит между своим входом и выходом последовательно включенные силовой ключ 1 и

LCD-фильтр 2, делитель 3 напряжения, включенный параллельно выходным клем. мам стабилизатора, усилитель 4 ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делителя 3 напряжения, источник 5 опорного напряжения, включенный между неинвертирующим входом усилителя 4 ошибки и общей шиной, ком паратор 6, неинвертирующим входом соединенный с выходом усилителя 4 ошибки, генератор 7 пилообразного напряжения, подключенный к инвертирующему входу компаратора б, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа 1. Дополнительный источник 8 опорного напряжения включен между общей шиной н первым входом усилителя 9 с зоной нечувствительнос. ти, второй вход которого подключен к выходу усилителя 4 ошибки. Регулирующий элемент 10 включен между входом и выходом ИСН, а его управляющий вход соединен с выходом усилителя 9 с зоной нечувствительности.

ИСН работает следующим образом.

В установившемся режиме (при постоянном сопротивлении нагрузки) напряжение на выходе ИСН (без учета пульсаций) определяется напряжением

Ц источника 5 опорного напряжения и коэффициентом передачи делителя 3 напряжения (при достаточно большом коэффициенте усиления К по напряжению усилителя 4 ошибки). В этом случае напряжение Uo на выходе усилителя 4 ошибки меньше максимальной амплитуды 00 напряжения пилообразной формы генератора 7 пилообразногс напряжения, и на вход управления сиU„U0/„- Пп(„„

dU н ap > о н) о с) с

Составитель. Макаров

Редактор 0.111рковецкая Техред Т.Фанта Корректор В. Бутяга

Заказ 7219/32 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ГП!П "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11 лового ключа 1 поступает последовательность широтно-модулированных импульсов. Если потребовать выполнения условия Од 3 Ц„, где llo — напряже.ние дополнительного источника 8 опорного напряжения, то это напряжение определяет зону нечувствительности усилителя 9 и на его выходе в установившемся режиме напряжение отсутствует (фиг. 2). При этом регулирующий элемент !0 заперт и вся мощность в нагрузку поступает через силовой ключ 1 и LCD -фильтр 2, В момент возникновения скачка тока нагрузки ток в дросселе

LCD -фильтра 2 не может измениться мгновенно, поэтому напряжение на выходе U1, начинает уменьшаться.

Когда напряжение Б = Uo -nU> становится больше напряжения Uä, ИСН переходит в релейный режим, силовой ключ 1 открывается и начинается процесс накопления энергии в дросселе (CD-фильтра 2. Но поскольку в это время U ъ U, на выходе усилителя 9 появляется напряжение, регулирующий элемент 10 открывается и недостающая мощность в нагрузку начинает поступать через него.

Выходное напряжение в этом случае определяется уравнением

17608 ф где К вЂ” суммарный коэффициент уси1 ления по напряжению усилителя 9 и регулирующего элемента 10, I

При условии, что Ко К )) 1 и Ц

= U> выражение (1) примет следующий вид т.е ° величина динамической нестабильности большую часть времени переходного процесса определяется вторым членом в выражении (2).

Величина максимального отклонения выходного напряжения дБн ИСН при скачкообразном увеличении тока нагрузки определяется временем задержки t < нарастания напряжения UoC усилителя 4 ошибки до напряжения U

20 и составляет

«!" н где — — скорость изменения выходно.

dt го напряжения ИСН, эавися-.

1цая от величины скачка,тока нагрузки и параметра СЦ -фильтра.

Таким образом, изобретение позволяет уменьшить динамическую нестабильность выходного напряжения и длительность переходного процесса.