Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

Иэ(эбретение относится к электротехнике , в частности к-источникам вторичного электропитания, Цель изобретения - повьшение точности стабилизации и быстродействия. При уменьшении выходного напряжеггия за счет увеличения тока нагрузки увеличив-ается падение напряжения в силовой цепи преобразователя, Это компенсируется увеличением длительности открытого состояния ключевого элемента 1 и , ,следовательно, количества энергии в накопительном дросселе 2, ко (О торая трансформируется .в нагрузку. 2 ил. (Л Дуья 1чЭ ГчЭ 4; ю кэ

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ сОцидлистичесних

РЕСГЪБЛИН (gg 4 l H 02 М 3/335

««э««

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° «

Р Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3908003/24-07 (22) 12.06.85 (46) 23.11.86. Бюл. Ф 43 (72) С.И.Галас (53) 621.316.722,1 (088,8) (56) Патент США !!- 3697854, кл. H 02 М 3/335, 1972.

Электронная техника в автоматике. — Радио и связь, вып. 14, 1983, с. 20, рис.5, „„SU„„1272422 А 1 (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЬ.Л!з ПОСТОЯННОГО НАПГЯЖЕ!1ИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к.источникам вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение точности стабилизации и быстродействия„ При уменьшении выходного напряжения за счет увеличения тока нагрузки увеличивается падение напряжения в силовой цепи преобразователя. Это компенсируется увеличением длительности открытого состояния ключевого элемента

1 и, следовательно, количества энергии в накопительном дросселе 2, которая трансформируется в нагрузку.

2 ил, 1272422 торого пропорциональная входному

@ напряжению стабилизированного преобИзобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике, а именно к устройствам электропитания, и может быть использовано в устройствах преобразования и регулирования напряжения питания радиоэлектронной аппаратуры, Цель изобретеййФ вЂ” повышение стабильности и быстродействия преобразователя. 10

На фиг. 1 изображена функциональ-. ная схема устройства, на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие работу устройства в установившемся режиме работы.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит ключевой элемент l накопительный дроссель 2, датчик 3 тока, узел 4 пропорционально-токового управления, 20 выполненный, например, на трансформаторе тока с цепями перемагничивания и включения, узел 5 выключения, выполненный, например, на транзисторе, компаратор 6, источник 7 опорного 25 напряжения, формирователь 8 пилообразного напряжения, усилитель 9 сигнала ошибки, сумматор 10 и Il.

Предлагаемый преобразователь раббтает следующим образом.

В установившемся режиме работы в течение каждого периода протекания тока ключевого элемента 1 на вторичных обмотках накопительного дросселя

2 формируется напряжение U» пропорциональное входному напряжению. Это напряжение поступает на вход формирователя 8 пилообразного напряжения, на выходе которого формируется пилообразное напряжение U» амплитуда коразователя. В течение времени протекаиия тока ключевого элемента 1 на выходе датчика 3 тока формируется импульс напряжения Uä, амплитуда которого пропорциональная амплитуде тока ключевого элемента 1. Это .нап-. ряжение, суммируясь сумматором 10 с напряжением U источника 7 опорно1 го напряжения, поступает на инвертирующий вход усилителя 9 сигнала ошибки, на неинвертирующий вход которого поступает напряжение с выхода преобразователя. В результате на выходе усилителя 9 сигнала ошибки форЗО

Ключевой элемент 1, накопитель. ный дроссель 2, датчик 3 тока, выполненный, например, на трансформаторе тока, нагруженном на резистор, и узел 4 пропорционально-токового

/ управления включены последовательно ,.в цепь источника входного напряжения.

Вход узла 4 пропорционально-токового управления через узел 5 включения. соединен с выходом компаратора 6, первый вход которого соединен с источником 7 опорного напряжения, а второй через сумматор 11 связан с выходами формирователя 8 пилообразного напряжения и усилителя 9 сигнала ошибки, неинвертирующий вход которого соединен с выходом преобразователя. Выходы датчика 3 тока и источника 7 опорного напряжения соединены с инвертиру ющим входом усилителя 9 сигнала-ошибки через суиматор 10, выполненный, .например, в виде двух последовательно соеднненных резисторов, включенных между выходами датчика 3 тока и источника 7 опорного напряжения н подключенных общей точкой к инвертирующему входу усилителя 9 сигнала ошибки. Кроме того, устройство содержит силовые выпрямитель 12 и . фильтр 13.

МНруе Tc5I напряжение 09 пропорциональное разности выходного и опорного напряжений на входе усилителя 9 и промодулированное выходным импульсным напряжением датчика 3 тока, пропорциональным амплитудному значению тока ключевого элемента 1, Это напряжение в свою очередь иодулируется выходным напряжениеи

U формирователя 8 пилообразного напряжения и сравнивается на входе компаратора б с напряжением Б источника 7 опорного напряжения В момент равенства указанных напряже ий на выходе компаратора б формируется импульс напряжения U, поступающий на вход узла 5 выключения. Последний, воздействуя на узел 4 пропорционально — токового управления, выключает ключевой элемент 1.

При плавном или резком иэиенейии тока нагрузки, например при увеличении (пунктирные кривые на фиг,2.), увеличивается амплитуда тока ключевого элемента 1 и,следовательно, амплитуда выходного сигнала11,дат— чика 3 тока.

1272422

Это приводит к большому по амплитуде провалу выходного напряжения

Бд усилителя 9 сигнала ошибки в течение времени открытого состояния ключевого элемента I. .В результате сравнения пилообразной составляющей

U входного напряжения компаратора 6 с опорным напряжением 0 и формирование на выходе компаратора 6 выключающего импульса L происходит позднее, чем в свою очередь приводит к увеличению времени открытого состояния ключевого элемента I. Таким образом, уменьшение выходного

;напряжения преобразователя при увеt личении тока нагрузки, имеющее мес" то из-за увеличения падения напряжения в силовой цепи, компенсируется за счет увеличения длительности открытого состояния ключевого элемента I и, следовательно, количест ва энергии, накапливаемой в магнитном поле накопительного дросселя 2 и трансформируемой в нагрузку.

Изобретение позволяет в 3-5 pas снизить нестабильность выходного напряжения, повысить быстродействие системы авторегулирования и ее .:коэффициент стабилизации и вследствие этого в 5-10 раэ уменьшить амплитуду переходного отклонения выходного напряжения при скачкообразном изменений тока нагрузки.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий

S включенные последовательно между входными выводами ключевой элемент, датчик тока, узел пропорционально-токового управления и первую обмотку накопительного дросселя, вторая обмотка

О которого через выпрямитель и сглажива" ющий фильтр соединена с выходными выводами. а также узел выключения, компаратор, формирователь .пилообразного напряжения, источник опорно-! го напряжения и усилитель сигнала

1 ошибки, причем выход узла пропорционально-токового управления соединен с управляющим входом ключевого элемента, а вход через узел .выключения — с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом источника опрвного напряжения, второй вход через первый сумматор соединен с выходами формирователя пилообразного напряжения и усилителя сигнала ошибки, неинвертирующий вход которого соединен с выходным выводом, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации и быстродействия преобразователя, Ю введен второй сумматор, выход которого соединен с инвертирующим входом усилителя сигнала ошибки, а, входы— с выходами датчика тока и источника опорного напряжения, 1272422.

Заказ 6345/52

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4

Составитель Е.Финогенов

Редактор А,Шишкина Техред Л.Сердюкова Корректор О.Луговая