Импульсный стабилизатор напряжения

 

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЖЕНИЯ, содержащий мезкду своими входньми и выxoднымIi вьшодами последовательно включенные силовой ключ и LCD фильтр, делитель напряжения, включенньй параллельно выходным выводам , усилитель ошибки, неинвертирующим входом соединенньй с выходом делителя напряжения,источник опорного напряжения,включенный мезкду общей шиной и неинвертирующим входом усилителя ошибки, компаратор. неинвертиругощим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор пилообразного напряжения, выходом напряжения пилообразной формы подключенный к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической стабильности выходного напряжения при скачкообразном увеличении тока нагрузки, в него введены триггер, выход напряжения импульсов прямоугольной формы в генераторе пилообразного напряжения, § дополнительный силовой ключ,резистор , причем тактовый вход триггера (Л соединен с выходом напряжения импульсов прямоугольной формы генератора пилообразного напряжения, информационный вход триггера подключен к выходу компаратора, дополнительный силовой ключ, последовательно соединенный с резистором, включен медду входным и выходным вьшодом, а выход триггера подключен к управляющему входу дополни тельного силового ключа. О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СоциАлистичесних

РЕСПУБЛИК (1% (11) (. 11 С 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3589962/24,-07 (22) 06.05.83 (46) 07.10.84. Бюл. 9 37 (72) М.В. Капитонов,Н.Н. Прокопенко, Е.И. Старченко и Ю.H. Соколов (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова

,(Ленина) и Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (53) 621.316.722. (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

Ф 506837, кл. G 05 Г 1/56.

2. Букреев С.С. Силовые элекгронные устройства. М., Радио и связь", 1982, с. 197, рис. 11.9 ° (54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий между своими входными и выходными выводами последовательно включенные силовой ключ и LCD -фильтр, делитель напряжения, включенный параллельно выходным выводам, усилитель ошибки, неинвертирующим входом соединенный с выходом делителя напряжения,источник опорного напряжения, включенный между общей шиной и неинвертирующим входом усилителя ошибки, компаратор, неинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор пилообразного напряжения, выходом напряжения пилообразной формы подключенный к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу силово го ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической стабильности выходного напряжения при скачкообразном увеличении тока нагрузки, в него введены триггер, выход напряжения импульсов прямоугольной формы в генераторе пилообразного напряжения, дополнительный силовой ключ,резистор, причем тактовый вход триггера соединен с выходом напряжения импульсов прямоугольной формы генератора пилообразного напряжения, информационный вход триггера подключен к выходу компаратора, дополнительный силовой ключ, последовательно соединенный с резистором, включен между входным и выходным выводом, а выход триггера подключен к управляющему входу дополнительного силового ключа.

1117611

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в блоках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор напряжения (ИСН), содержащий силовой ключ, LCD -фильтр, узел управления и непрерывный стабилизатор напряжения (Ig .

Недостатком стабилизатора на- 10 пряжения является низкий коэффициент полезного действия в режиме переходного процесса, так как .повышенная динамическая стабильность выходного напряжения обус 5 ловлена непрерывным стабилизатором напряжения, обеспечивающим поступление недостающей мощности в нагрузку при скачкообразном уменьшении сопротивления нагрузки. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсный стабилизатор напряжения, содержащий между своим входом и выходом последовательно соединенные сила->5 вой ключ и L C D -фильтр, делитель напряжения, включенный параллельно выходным клеммам, усилитель ошибки, неинвертирующим входом соединенный с выходом делителя напряжения, источник опорного напряжения, включенный между общей шиной и неинвертирующим. входом усилителя ошибки, компаратор, неинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор

35 пилообраз ного напряжения, выходом напряжения пилообразной формы подключенный к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа (2) .

Недостатком стабилизатора является низкая динамическая стабильность выходного напряжения при скачкообразном увеличении тока нагрузки.

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

Поставленная цель достигается тем,5О что в импульсном стабилизаторе напряжения, содержащем между своими входными и выходными выводами последовательно включенные силовой ключ и LCD -фильтр, делитель напряжения, включе «ный параллельно выходнь«м выводам, усилитель ошибки, неинвер- тирующим входом соединенный с выходом делителя напряжения, источник опорного напряжения, включенный между общей шиной и неинвертирующим, входом усилителя ошибки, компаратор, неинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор пилообразного напряжения, выходом напряжения пилообразной формы подключенный к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, введены триггер, выход напряжения импульсов прямоугольной формы в генераторе пилообразного напряжения, дополнительный силовой ключ, резистор, причем тактовый вход триггера соединен с вь«ходом напряжения импульсов прямоугольной формы генератора пилообразного напряжения, информационный вход триггера подключен к выходу компаратора, дополнительный силовой ключ, последовательно соединенный с резистором, включен между входным и выходным выводом, а выход триггера подключен к управляющему входу дополнительного силового ключа.

На фиг.1 изображена схема ИСН; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие принцип рабаты ИСН. э

Импульснь«й сч абилизатор напряжения (фиг. 1) содержит между своим входом и выходом последовательно включенные силовой ключ 1 и

LCD -фильтр 2, состоящий из замыкающего диода 3, дросселя 4 и конденсатора 5, делитель 6 напряжения, усилитель 7 ошибки, инвертирующим входом подключенный к выходу делителя 6 напряжения; источник 8 опорного напряжения, включенный ме««ду общей шиной и неинвертирующим входом усилителя 7 ошибки; компара-. тор 9, неинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя 7 ошибки, инвертирующим входом — к выходу напряжения пилообразной формы генератора 10 пилообразного напряжения, а выходом — к управляющему входу силового ключа и информационному входу триггера 11, тактовый вход которого соединен с импульсным выходом генератора 10 пилообразного напряжения, дополнительный силовой ключ 12, вход которого подключен к входу устройства, а выход через резистор 13 — к выходу, управляющий вход дополнительного силового клю3 ча 12 соединен с выходом триггера

Импульсный стабилизатор напряжения работает следующим образом.

11176

11.

В установившемся режиме (интервал времени р-t< фиг.2) длительность импульсов t на выходе компаратора 9 за счет действия напряжения обратной связи Uä оказы- 1О вается такой, что напряжение на выходе ИСН поддерживается на заданном уровне, определяемом напряжением источника 8 опорного напряжения и коэффициентом передачи делителя 6 15 напряжения. При этом в момент прихода положительного фронта импульсного напряжения (t1,t ) на инфор( мационн м входе триггера 11 присутствует низкий логический уро 20 вень, поэтому на выходе триггера 11 устанавливается низкий логический е уровень и дополнительный силовой ключ 12 разомкнут.

При возникновении скачка тока 25 нагрузки (момент времени t>,ôèã.2) ток в дросселе 4 LCD -фильтра 2 не может изменится скачком, поэтому конденсатор 5 LCD -фильтра 2 начинает разряжаться и, в отсутствии вновь введенных элементов измене1 ние выходного напряжения показано пунктирной линией. Но, поскольку в момент прихода ближайшего после мо-, мента t тактового импульса U< на тактовыч вход триггера 11 на информационном входе триггера 11 присутствует высокий логический уровень, 11 4 поступающий с выхода компаратора 9, на управляющий вход дополнительного силового ключа 12 поступает высокий логический уровень, дополнительный силовой ключ 12 открывается и через резистор 13 в нагрузку начинает поступать недостающий ток. После того, как конденсатор 5 зарядится до напряжения, когда напряжение обратной связи U>< станет меньше амплитуды напряжения пилообразной формы Бя ближайший тактовый импульс U перевеи дет выход триггера 11 в состояние с низким логическим уровнем,дополнительный силовой ключ 12 разомкнется и конденсатор 5 вновь начнет разряжаться. Временная диаграмма (фиг.2) условно сжата, поэтому на самом деле к моменту размыкания до— полнительного силового ключа ток в дросселе успевает существенно увеличиться, поэтому наклон изменения выходного напряжения на следующем этапе разряда конденсатора будет меньше и амплитуда отрицательного выброса выходного напряжения тоже будет меньше. Через определенное число таких циклов ток в дросселе

4 достигнет величины, необходимой для обеспечения нужного напряжения на нагрузке, триггер 11 переходит в состояние с низким логическим уровнем на выходе, дополнительный силовой ключ 12 размыкается и ИСН переходит в установившийся режим.

Таким образом, при скачкообразном увеличении тока нагрузки повышается динамическая стабильность °

Заказ 7219/32

Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

<Млиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Макаров

Редактор Е. Лушникова Техред Л.Михеш Корректор В. Гирняк