Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения
ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, .содержащий включенные последователь но в силовую шину.ключевой элемент и LCD-фильтр, источник опорного напряжения , задающий генератор и компаратор , выходы которых подключены к управляющим входам ключевого элемента , управляемый источник тока, вход которого подключен через вторичную обмотку дросселя LCD-фильтра к выходной шине, выход - к одному из входов компаратора и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подсоединена к общей шине , отличающийся тем, . что, с целью повышения точности стабилизации выходного напряжения при . изменении тока нагрузки в широких пределах, в него введены логический элемент И, интегратор, аналоговый ключ и RS-триггер, R - вход которого соединен с выходом задающего генератора , S - вход - с выходом компаратора , а Q - выход соединен с управляющим входом аналогового клю- , ча, подключенного параллельно конденсатору , и с одним из входов логисл ческого элемента И, второй вход которого подключен к входу LCP-фильтрй, выход логического элемента И подключен к первому входу интегратора, второй вход интегратора соединен с выходом источника опорного напряжения , а выход интегратора подключен ел к второму входу компаратора. со
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
4(51) С 05F 3 1
ГОсудАРстВенный номитет сссР по делАм изоБРетений и отнРытий
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3689672/24-07 (22) 10.01.84 (46) 30.05.85. Вюл. Р 20 (72) М. В. Колоколов и Л. M. Зарецкий (53) 621.316.722.1(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР
У 596928, кл. 6 05 Р 1/56, 1979.
2. Поликарпова А. Г. и Сергиенко Е. Ф. Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения.
В сб.: "Полупроводниковая электроника в технике связи", Вып. 22, M.
"Радио и связь", 1982, с. 186. (54)(57) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ
СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, .содержащий включенные последовательно в силовую шину- ключевой элемент и LCD-фильтр, источник опорного напряжения, задающий генератор и ком" паратор, выходы .которых подключены к управляющим входам ключевого элемента, управляемый источник тока, вход которого подключен через вторичную обмотку дросселя LCD-фильтра
„„SU„„1159006 А к выходной шине, вьмод - к одному из входов компаратора и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подсоединена к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации выходного напряжения при изменении тока нагрузки в широких пределах, в него введены логический элемент И, интегратор, аналоговый ключ и RS-триггер, R - -вход которого соединен с выходом задающего генератора, S - вход " с выходом компаратора, а Ч - выход соединен с управляющим входом аналогового клю- . ча, подключенного параллельно кон- . денсатору, и с одним из входов логического элемента И, второй вход которого подключен к входу LCD-фильтра, вьмод логического элемента И подключен к первому входу интегратора, второй вход интегратора соединен с выходом источника опорного напряже.ния, а выход интегратора подключен к второму входу компаратора.
1l59006
Изобретение относится к электротехнике, технике связи, вычислительной технике и автоматике и предназна чена для использования в качестве вторичного источника электропитания аппаратуры различного назначения.
Известен параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий соединенные последовательно ключевой элемент и фильтр;. 0 источник опорного напряжения, задающий- генератор, компаратор и формирователь пилообразного напряжения, вход которого связан с входом им-.пульсного стабилизатора (Ц . 15
Недостатки известного устройства обусловлены| сильной зависимостью 6 . выходного напряжения от тока нагрузки, так как падение напряжения на активном сопротивлении дросселя 20
LCD-фильтра ничем не компенсируется, недостаточной точностью стабилизации выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения, что обусловлено построением формиро- 25 вателя пилообразного напряжения на основе RC-цепи, а также сложностью реализации, обусловленной принципи-. альной необходимостью иметь полярность источника опорного напряжения обрат- З0 ной по отношению к полярности входного напряжения.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в силовую шину ключевой элемент и LCD-фильтр, источник опорного напряжения, задающий генератор и компаратор, выходы 40 которых подключены к управляющим входам ключевого элемента, управляемый источник тока, вход которого подключен через вторичную обмотку дросселя
LCD фильтра к ВыходнОЙ шине ° ВыхОД 45
:к одному из входов компаратора и к первой обкладке конденсатора,. вторая обкладка которого подсоединена к об« .щей шине (21.
В ДВнном устройстве низкая точ- 50 ность стабилизации выходного напряжения при изменении тока нагрузки в широких пределах связана с тем, что при изменении тока нагрузки неизбежно изменяется время рассасывания не- 55 основных носителей и связанная с этим задержка выключения ключевого элемента. Это приводит к появлению неста- бильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Кроме того, разряд конденсатора формирователя пилообразного напряжения происходит через коммутирующий диод LCD-фильтра, прямое падение напряжения, на котором изменяется при изменений тока нагрузки, также приводит к появлению нестабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки.
Цель изобретения — повышение точности стабилизации выходного напряжения при изменении тока нагрузки в широких пределах.
Поставленная цель достигается тем, что в параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в силовую шину ключевой элемент a LCD"" фильтр, источник опорного напряжения, задающий. генератор и компаратор, выходы которых подключены к управляю|цим входам ключевого элемента, управляе:мый источник тока, вход которого подключен через вторичную обмотку дроссе" ля LCD-фильтра к выходной шине, вы" ход - к одному из входов компаратора и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подсоединена к общей шине, введены логический элемент И, интегратор, аналоговый ключ и Rs-триггер, R-вход которого .соединен с выходом задающего генератора, 8-exoд соединен с выходом компаратора, a Q-выход соединен с управляющим входом аналогового ключа, подключенного параллельно конденсатору, и с одним из входов логического элемента
И, второй .вход которого подключен к входу LCD-фильтра, выход логического элемента И подключен к первому входу интегратора, второй вход интегратора соединен с выходом источника опорноro напряжения, а выход интегратора подключен к второму входу компаратора.
На чертеже представлена схема предлагаемого параметрического им" пульсного стабилизатора.постоянного напряжения.
Стабилизатор состоит из кЛючевого элемента 1, LCD-фильтра 2, в состав которого входит двухобмоточный дроссель Э, источника 4 опорного напряжения, задающего генератора 5, компаратора 6, управляемого источника 7 тока, конденсатора 8, аналогового ключа 9, RS-триггера !О, логического этим на S-вход RS-триггера 10 поступает импульс, устанавливающий его в состояние "1", анапоговый, ключ 9 замыкается и шуитирует конденсатор
8, разряжая его до нуля.
Таким образом, осуществляется подготовка схемы формирователя пилообразного напряжения к следукщему периоду.
При повышении (понижении!входного напряжения Е увеличивается (уменьшается) скорость нарастания. напряжения на конденсаторе 8, ком- паратор 6 срабатывает раньше (позже) и, соответственно, уменьшается (увеличивается ) время замкнутого состояния ключевого элемента 1. Аналогич(но при увеличении (уменьшении) тока нагрузки уменьшается (увеличивается) скорость нарастания напряжения на конденсаторе 8 и, соответственно, увеличивается (уменьшается) время замкнутого состояния ключевого элемента 1. Таким образом осуществляется стабилизация выходного напряжения.
Логический элемент И Il производит логическое сложение напряжения на вьмоде ключевого элемента 1 и им,пульса управления ключевым элементом 1, поэтому на выходе логического элемента И 11 имеют место сигналы, длительность которых равна времени задержки выключения ключевого элемента 1, которая зависит от величины тока нагрузки. Интегратор 12, на вход которого поступают указанные импульсы, выделяет иэ последовательности этих импульсов среднее за период значение и одновременно производит сравнение этога напряжения с напряжением источника 4 опорного напряжения. При увеличении (уменьшении) тока нагрузки уменьшается (увеличивается) время задержки выключения ключевого элемента 1, уменьшает" ся (увеличивается) напряжение на выходе интегратора 12, кампаратор
6 срабатывает раньше (позже) и, со" ответственно, уменьшается (увеличивается) время замкнутого состояния ключевого элемента 1. Таким образом, осуществляется компенсация ухода выходного напряжения при уменьшении тока нагрузки вследствие изменения времени задержки выключения ключевого элемента I.
Исключение влияния на выходное напряжение изменения прямого паде3 1159006 4 элемента И 11 и интегратора 12. Клю- чевой элемент и первичная обмотка дросселя 3 LCD-фильтра 2 включены последовательно в силовую шину. Выходы задающего генератора 5 и компара"
5 тора 6 подключены к управляющим входам ключевого элемента I. Вход управ" ляемого источника 7 тока соединен через вторичную обмотку дросселя 3 . LCD-фильтра 2 с выходной шиной, à 10 выход подключен к одному из входов компаратора 6 и к первой обкладке конденсатора 8,. вторая обкладка которого подсоединена к общей шине. Параллельно конденсатору 8 подключен аналоговый ключ 9, R-вход RS-триггера 10 соединен с выходом задающего генератора 5, S-вход — с выходом компаратора 6, а 0-вьмод соединен с первым входом логического элемента И 11 Z0 и с управляющим входом аналогового ключа 9. Второй вход логического элемента И ll подключен к входу LCDфильтра 2, а выход соединен с первым входом интегратора 12, Второй вход интегратора 12 соединен с выходом источника 4 опорного напряжения, а выход интегратора 12 соединен с вторым входом компаратора 6.
Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.
Включение ключевого элемента 1 осуществляется при появлении управляющего импульса на выходе задающего генератора 5. Одновременно этим же импульсом RS-триггер 10 устанавливается в .состояние "О" (на Q"выходе ).
При этом аналоговый ключ 9 размыкается и начинается процесс формирова- 40 ния пилообразного напряжения на конденсаторе 8. Благодаря подключению входа управляемого источника 7 тока к вьмодному зажиму через вторичную обмотку дросселя З.LCD-фильтра 2 45 (W Wz) управляемый источник 7 тока обеспечивает изменение скорости нарастания напряжения ка конденсаторе .
8 пропорционально входному напряжению Е и току нагрузки. Пилообразное SO напряжение с конденсатора 8 поступает на вход компаратора 6, где происходит сравнение этого напряжения с выходным напряжением интегратора
12. При достижении равенства этих у напряжений ком аратор 6 выдает им" пульс управления на размыкание ключевого элемента I. Одновременно с
ll59006
Составитель А. Колоколкин
Техред )K.Kàñòåëåâè÷ Корректор E. Сирохман
«Редактор М. Келемеш
Заказ 3588/48
Тираж 865 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!
13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния напряжения на коммутирующем ди- оде LCD-фильтра и изменения времени рассасывания неосновных носителей ключевого злемента при изменении тока нагрузки позволяет значительно уменьшить выходное сопротивление параметрического импульсного стабилизатора прстоянного напряжения и тем самым повысить точность стабили- зации выходного напряжения в широком диапазоне изменения тока нагрузки.
5 Это значительно расширяет область применения параметрического импульсного стабилизатора.
