Многоканальное устройство для стабилизации постоянного напряжения

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащее п каналов напряжения с силовыми ключами, в состав каждого из которых входит ключевой элемент, фильтр и элемент памяти с динамической записью информации, первые входы которых соединены с входным выводом, блок синхронизации , коммутатор, блок сравнения, причем п выходов блока синхронизации соединены с вторыми входами силовых ключей и первыми входами коммутатора, вторые входы которого соединены с п выходными выводами, а выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами силовых ключей, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации разнополярных напряжений, в него введен многоуровневый источник опорных напряжений , п входов которого соединены с соответствующими выходами блока (Л синхронизации, а выход источника опорных напряжений соединен с вторым входом блока сравнения.

„„ЯО „„ц 4 ДдД

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 05 F 1 585 (1;, !

, ;/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I (21) 3528622/24-07 (22) 30. 12.82 (46) 15..03.85. Бюл. № 10 (72) С.И.Нечаев и В.И.Нечаева (53) 621 316.722.1(088.8) (56) 1. Моин В.С., Лаптев Н.Н.

Стабилизированиые транзисторные преобразователи. М., "Энергия", 1973, с. 195, рис.6 — 11.

2. Авторское свидетельство СССР № 817688, кл. G 05 F 1/56, 1979. (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее п каналов напряжения с силовыми ключами, в состав каждого из которых входит ключевой элемент, фильтр и элемент памяти с динамической записью информации, первые входы которых соединены с входным выводом, блок синхронизации, коммутатор, блок сравнения, причем и выходов блока синхронизации соединены с вторыми входами силовых ключей и первыми входами коммутатора, вторые входы которого соединены с п выходными выводами, а выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами силовых ключей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью .расширения функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации разнополярных напряжений, в него введен многоуровневый источник опорных напряжений, и входов которого соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, а выход источника опорных напряжений соединен с вторым входом блока сравнения.,1 11453

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах электропитания, узлах автоматики, вычислительной технике и в средствах связи.

Известен двуканальный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент ЬСР-фильтр, причем дроссель выполнен двухобмоточным, к вторичной обмотке подключен выпря- 16 митель 13.

Недостатком известного устройства является низкая стабильность выходного напряжения второго канала при изменении нагрузки в обоих кана- 1 лов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальное устройство для стабилизации постоянного напряжения, щ содержащее по меньшей мере, два канала напряжения, общий источник опорного напряжения, общий узел сравнения, коммутатор и делители напряжения, подключенные к соответствующим выходным выводам каналов напряжения, времяраспределительный блок, подключенный к адресному входу коммутатора, ключевой элемент, соединенный с выходом узла сравнения, на один вход которого подключен общий источник опорного напряжения, а на другой вход через коммутатор — делители напряжения, параллельный динамический регистр, общий информационный вход которого подключен к выходу ключево- го элемента, адресный вход указанного регистра соединен с времяраспределительным блоком, а выходы регистра, число которых соответствует числу каналов напряжения, соединены с соответствующими управляющими входами введенных регулирующих транзисторов, каждый из которых включен . в соответствующий канал напряжения вместе с введенным фильтром 23.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, вызванные невозможностью стабилизации разнополярных выходных напряжений.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения стабилизации разнополярных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для стабилизации постоянного напряжения, содержащее и каналов напряжения

33 с силовыми ключами, в состав каждого из которых входит ключевой элемент, фильтр и элемент памяти с динамической записью информации, первые входы которых соединены с входным выводом, блок синхронизации, и коммутатор, блок сравнения, причем и выходов, по числу каналов, блока синхронизации соединены с вторыми входами силовых ключей и первыми входами коммутатора, вторые входы которого соединены с и выходными выводами, а выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами силовых ключей, введен многоуровневый источник опорных напряжений, и входов которого соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, а выход источников опорных напряжений соединен с вторым входом блока сравнения.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — силовой ключ; на фиг. 3 — блок синхронизации; на фиг. 4 — многоуровневой источник опорных напряжений.

Устройство (фиг. 1) содержит и каналов напряжения с силовыми ключами 1, выходы которых являются выходными выводами каналов напряжения, Ф а их входы являются входом устройства. Устройство содержит блок 2 сравнения, комчутатор 3, адресные входы которого связаны с выходами блока 4 синхронизации и адресными входами ключей 1, а выход — с первым входом блока 2 сравнения. В устройство введен общий многоуровневый источник 5 опорных напряжений. При этом входы коммутатора 3 подключены к соответствующим выходным выводам каналов напряжения, синхронизирующие входы многоуровневого источника 5 опорных напряжений подключены к соответствующим выходам блока 4 синхронизации, а выход — к второму входу блока 2 сравнения, выход которого связан с информационными входами силовых ключей 1, адресные входы которых подключены к соответствующим выходам блока 4 синхронизации.

Силовой ключ 1 (фиг. 2) содержит

Р триггер 6, входы D и С которого подключены соответственно к управляющему и синхронизирующему входам ключа, а выход триггера соединен с базой транзистора 7, коллектор которого

1145333 4 является силовым входом ключа, эмиттер гранзистора 7 через индуктивность

L дросселя 8 и диод 9 связан соответственно с выходом ключа и общей шиной источника питания.

Блок 4 синхронизации (фиг. 3) содержит генератор тактовой частоты 10, подключенный к соответствующему входу распределителя 11, выходы которого являются выходами устройства. 10

Многоуровневый источник 5 опорных напряжений (фиг. 4) содержит п ключей 12, первые входы которых соединены с синхронизирующими входами источника, а вторые — с соответствующим 15 делителем напряжения, выполненным на резисторе 13 и стабилитроне 14, при этом объединенные выходы ключей К являются выходом многоуровневого источника опорных разнополярных напряжений.

Устройство работает следующим образом.

При появлении входного постоянного нестабилизированного напряжения Ua„ оно поступает на силовые входы ключей 1 с памятью.

При этом все ключи 1 открыты и на выходных выводах начнет нарастать напряжение. Возрастание будет протекать не мгновенно, а с некоторой

Ю постоянной времени. Одновременно с подачей входного напряжения начинают работать остальные узлы схемы.

Так, устройство 4 синхронизации, ко- З5 торое может быть выполнено по схеме генератор-распределитель импульсов, выдает иа свои выходы сигнал разре-! шения, причем этот сигнал присутствует одновременно только на одном 40 из выходов и перемещается последовательно (по кольцу) с первого до последнего выхода. Эти сигналы разрешения (синхронизации) поступают на параллельно соединенные входы синхро- 45 низации коммутатора 3 измерительного входа блока 2 сравнения, входы синхронизации силовых ключей 1 и входы синхронизации источника 5 опорных напряжений. При наличии сигнала раз- 50 решения (синхронизаций), например на первом выходе блока 4, на измерительный вход блока 2 сравнения через коймутатор 3 изиерительного входа подается напряжение, имеющееся на 55 выходе первого силового ключа 1. Одновременно источник 5 опорного на. пряжения подает на опорный вход блока 2 сравнения предварительно установленное (заданное) опорное напряжение U, . Оба напряжения, поступающие на входы блока 2 сравнения, сравниваются им и в зависимости от величины рассогласования на выходе блока 2 сравнения вырабатывается сигнал управления, поступающий с выхода блока 2 сравнения на управляющий вход силового ключа 1 с памятью. Если в момент сравнения; напряжение на выходе силового ключа 1 меньше, чем опорное напряжение, задаваемое источником 5 опорного напряжения, то блок 2 сравнения вырабатывает сигнал (высокий потенциал), подтверждающий открытое состояние первого силового ключа 1. А еслиенапряжение на выходе ключа 1 превышает U „„, то блок 2 сравнения вырабатывает сигнал (ниэкий потенциал), закрывающий ключ при приходе стробирующего импульса с первого выхода блока 4 синхронизации.

Причем ключ 1 запоминает свое состояние до прихода следующего стробирующего импульса. Далее происходит опрос и сравнение всех остальных напряжений на выходных выводах и опорных напряжений, вырабатываемых источником 5 опорных напряжений, который в зависимости от сигналов разрешения (синхронизации) на его входах вырабатывает на выходе и предварительно установленных урбвней опорных напряжений (от И0„, до Пол и), а блок 2сравнения, в свою очередь, вырабатывает сигналы управления, закрывающие или открывающие ключи 1. После окончания цикла опроса работа устройства

I.DBторяется сначала.

В качестве ключа с памятью может быть применено устройство, изображенное на фиг. 2. Оно состоит из ключа на транзисторе 7 и тактируемого

D òðèããåðà 6. На вход С-триггера подается сигнал с выхода блока 2 сравнения. На вход D-триггера поступает тактирующий импульс с одного из выходов устройства 4 синхронизации.

Так, например, если рассмотреть пер, вый ключ 1 с памятью, то вход Dтриггера этого ключа 1 соединен с первым выходом устройства 4 синхро-, низации,а вход С вЂ” с выходом блока 2 сравнения. Причем запоминающим элементом ключа служит D-триггер, запись информации, в который происходит только с приходом тактирующего им1145333 пульса с блока синхронизации. При наличии на выходе блока 2 сравнения высокого потенциала в триггер записывается логическая единица, что обусловит открывание транзистора 7, и наоборот, при низком. уровне на выходе блока 2 сравнения в триггер записывается логический ноль, что приведет к закрыванию транзистора 7.

Транэистор будет находиться в состоя- 10 нии, обусловленном информацией, записанной в триггере до тех пор, пока состояние триггера не изменится. Изменение же информации в триггере возможно только с приходом тактирующего.импульса при одновременном изменении уровня на выходе блока сравнения °

Блок 4 синхронизации может быть выполнен по схеме "задающий генератор-распределитель импульсов", причем сигнал разрешения одновременно присутствует только на одном из выходов блока синхронизации.

Таким образом, введение многоуровневого источника опорных напряжений позволяет осуществлять стабилизацию раэноневерных выходных напряжений, что расширяет функциональные возможности устройства.

1145333

Фиг.2

Ck

С 3 ф э х

43

Фиг. 3

1145333

Составитель .Макаров

Редактор А.Долинич Техред Т.Дубинчак Корректор H ЗРдейи

Заказ 1171/35 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного-комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4