Импульсный регулятор постоянного напряжения
ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТ0- . ЯШЮГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий цепочк} Из последовательно соединенных регулирзпощего ключевого элемента и обмотки дросселя, включенную между входными выводами дпя подключения источника постоянного напряжения, диод и конденсатор фильтра, включен ный ме:вду выходныьш выводами для подключения нагрузки, первый из когорых является общим с первым из входных выводов, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения njrтем обеспечения непрерывной передачи энергии .от источиика постояииого напряжения в нагрузку, дроссель снабжен дополнительной обмоткой, началом подключенной к катоду диода и через дополнительно введениый конденсатор к началу основной обмотки дросселя, а коИцом - к второму выходному выводу, причем анод диода соединен с вторым входным выводом. &9 3 41 4
СДКИ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК ае а»
4 (51
ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ
7.р
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .....
Н ABTOPGHONV СВИДЕТЕЛЬСТВУ а (21) 3534238/24-07 (22) 03,01,83 (46) 23.О1,85, Esm.- 0 3 (72) А.Г.Поликарпов и Е,Ф,Сергиенко
,(11) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энер.гетический институт (53) 621.314, 1(088.8) (56) 1.Моин В,С. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи. N„ 1972, с.1б1, риС.á1á.
2.Там же с.195 рис.б.11, (54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТО- .
ЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий цепочкф. из последовательно соединенных регу-.лирующего ключевого элемента и обмотки дросселя, включенную между входными выводами для подключения источника постоянного напряжения, диод и конденсатор фильтра, включен. ный между выходными выводами для подключения нагрузки, первый из которых является общим с первым из входных выводов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения путем обеспечения непрерывной передачи энергии .от источника постоянного напряжения в нагрузку, дроссель снабжен дополнительной обмоткой, на" чалом подключенной к катоду диода и через дополннгельно введенный конденсатор - к началу основной об- I мотки дросселя, а концом - к второму выходному выводу, причем анод диода соединен с вторым входным выводом.
1 ll
Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным регуляторам напряжения, позволяющим получить в нагрузке постоянное напря жение, регулируемое по величине, Известен регулятор постоянного напряжения, содержащий цепочку из последовательно соединенных регулирующего клЮчевого элемента и обмотки дросселя, включенную между входными выводами для подключения источника постоянного напряжения, диод и нагрузку, шунтированную конденсатором фильтра (1).
Наиболее близким к изобретению является импульсный регулятор постоянного напряжения, содержащий цепочку из последовательно соединенных регулирующего ключевого элемента и обмотки дросселя, включенную между входными. выводами для подключения источника постоянного напряжения, диод и конденсатор фильтра, включен« ный между выходными выводами для подключения нагрузки, первый из которых является общим с первым из входвых выводов f2) .
Недостатками известных регуляторов напряжения являются отсутствие непрерывности передачи энергии от источника входного постоянного напряжения в нагрузку и большая величина пулвсаций выходного напряжения.
Цель изобретения - уменьшение пульсаций выходного напряжения пу- . тем обеспечения непрерывной передачи энергии от источника постоянного напряжения в нагрузку.
Поставленная цель достигается тем, что в импульсном регуляторе постоянного напряжения, содержащем цепочку из последовательно соединен ных регулирующего ключевого элемента и обмотки дросселя, включенную между входными выводами для подключения источника постоянного напряжения,. диод и конденсатор фильтра, включенный между выходными выводами для подключения нагрузки, первый из кото рых является общим с первым из входных выводов, дроссель снабжен дополнительной обмоткой, началом подключеннойк к катоду диода !1 через дополнительно введенный конденсаторк началу основной обмотки дросселя, а концом — к второму выходному выводу, причем анод диода соединен с вторым входным выводом.
3й 74!
О !
20
2
ll < It Tt iK 1< < Устройство содержит доп<ип ительно соединенные регулирующий ключевой элемент l с началом обмотки 2 дросселя 3, включенные параллельно вьводам для подключения источника входного постоянного напряжения, Иежду положительным и отрицательным выводами источника входного постоянного напряжения включена последовательно цепь, состоящая из диода 4, вторичной обмотки 5 дросселя 3 и нагрузки 6, шуптированной конденсатором 7, причем катод диода 4 соединен с началом обмотки $, Между началами обмоток 2 и 5 дросселя 3 включен дополнительный конденсатор 8. Импульсный регулятор постоянного напряжения работает следующим образом. В установившемся режиме идеальности элементов и непрерывности из-. менения магнитного потока в сердечнике дросселя 3 полярность напряжения на конденсаторе 8 такова, что во включенном состоянии регулируюцего ключа.1 диод 4 находится в выключенном состоянии, При равном числе витков обмоток 2 и S дроссе-,. ля 3 на них действует напряжение К, равное напряжению источника входного постоянного напряжения. На этом этапе работы регулирующего ключа 1 энергия, потребляемая от источника входного постоянного напряжения, расходуется на увеличение запасенной энергии в магнитном поле сердечника дросселя 3 и передачу через дополнительный конденсатор 8 в нагрузку. При выключении регулирующего ключа 1 на обмотках, дросселя 3 возникают ЭДС самоиндукции, приводящие к включению диода 4 ° Энергия, запа сенная на этапе работы регулирующего ключа 1 в магнитном поле сердечника дросселя 3, передается в нагрузку и дополнительный конденсатор 8. Из условия равенства вольт-секунд" ных площадей на обмотках дросселя 3, на этапах включенного и выключенного состояний регулируннцего ключа 1 получим регулирсвочную .характеристи" ку напряжения на и! грузке: U„=F./(1- )> где - относительная (к периоду) длительность проводящего состояния ключа. Из этого же условия получим напряжение на дополнительном конден 312 319 < 1я 312. ;Ц ), — +М I1 Ц1 — ill — y . 2 dt dt, dt 3t „1 го Составитель Т.Добровольскис Редактор А.Шишкина Техред Т.Фанта Корректор В. Бутяга Заказ 10298/42 Тираж 646 Подпис ное ВНЙ1ИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 l1 саторе 8, равное напряжению на нагрузке. Таким образом, иэ работы регулятора напряжения можно видеть непрерывность передачи энергии от источника входного напряжения в нагрузку. Уменьшение пульсаций выходного напряжения в регуляторе связано с наличием индуктивностей рассеяния н отсутствием 100Х-ной магнитной связи обмоток дросселя 3. Поскольку на этапе включенного и выключенного состояний регулирующего ключа 1 на обмотках дросселя действуют равные напряжения Qa y Е - на интервале -E /(1-f) - на интервале (1-У) Т, где Т - период работы ключа, то для 2 и, протекающих .В 06МоТ» ках 2 и 5 дросселя 3, справедливы уравнения 1 .где И - коэффициент взаимоиндукций обмоток 2 и 5. Решение систеж уравнений относительно тока I> имеет вид 36274 4 где Ь2=1.<оН. В- полная индуктивностьВ обмотки 2, состоящая иэ индуктивност намагничивания L2< и индуктивности рассеяния Ь (аналогичное выражение можно записать для полной инМ дуктивности Ь обмотки 5) 1 К = ав %2 коэффициент связи а М 1, — 1. I го so 2 5 Так как всегда К 4 1, то знамейатель полученного выражения положителен. Изменяя число витков обмотки 5 дросселя 3, при постоянном числе витков обмотки 2, можно добиться ; dig равенства — -О . и тем самым Дф Э 20 свести пульсации выходного напряжения к нулю. Условием равенства 31 Э ю а —.p будет — = —. Так как отно и 2 20 25 lEeHHe L2/Ьго незначительно от.".ичается от единицы, то и отношение Н /Ъ7 также близко к единице н приведенные регулировочные характеристики справедливы, В реальных условиях трудно выполнить равенство d1 .р однако можно существенно я умейьшить пульсации выходного напряжения.
