Стабилизированный преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , предназначено для электропитания радиоэлектронной аппаратуры и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1023310. Цель изобретения - снижение времени установления рабочего режима устр-ва. «Л Го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1023310 (21) 3950083/24-07 (22) 03.09.85 (46) 30.03.87. Бюл. У 12 (72) В.А. Маркелов, В.С. Аношин и И.П. Тищенко (53) 621.314.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1023310, кл. С 05 F 1/64, 1981.

„„SU„„! 300608 А 2 (51) 4 " 02 М 3/335 (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, предназначено для электропитания радиоэлектронной аппаратуры и является усовершенствованием изобретения по авт.св. N - 1023310. Цель изобретения — снижение времени установления рабочего режима устр-ва.

1300608

В генератор 8 импульсов нарастающей длительности введены транзисторы 20 и 24, элемент 21 с нелинейным сопротивлением (стабилитрон) и резисторы 22, 23, 25 и 26, Благодаря такому построению схемы генератора 8 время установления рабочего режима устр-ва

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Ф 1023310.

Цель изобретения — снижение времени установления рабочего режима стабилизированного преобразователя напряжения.

На чертеже представлена функцио- нальная схема предлагаемого устройства.

Стабилизированный преобразователь напряжения содержит вспомогательный узел 1 питания, задающий генератор 2, формирователь 3 пилообразного напряжения, делитель 4 частоты, селекторы

5 и б, широтно-импульсный модулятор

7, генератор 8 импульсов нарастающей длительности с компаратором 9, резистором 10 и конденсатором 11, согласующий усилитель 12, усилитель 13 мощности, выпрямитель 14, сглаживающий фильтр 15, пороговый блок 1б,ключи 17-19 ° В генератор 8 импульсов нарастающей длительности, кроме того, введены транзистор 20,элемент 21 с нелинейным сопротивлением (стабилитрон), резисторы 22 и 23, транзистор ,. 24, резисторы 25 и 26. Выход вспомогательного узла 1 питания соединен с первым входом генератора 8 импульсов нарастающей длительности, входом порогового блока 16 и питающими входами всех функциональных блоков канала управления (связи по цепям питания на схеме не отображены). Выход задающего генератора 2 подключен к входам формирователя 3 пилообразного напряжения и делителя 4 частоты.

Выход формирователя 3 пилообразного напряжения соединен с первым входом

pBI3Ho только сумме барс м . чн чара< тл" ния выходного напряжения вспомогательного узла 1 питания и времени формирования последовательности импульсов нарастающей длительности генератором 8. 1 ил. широтно-импульсного модулятора 7 и вторым выходом генератора 8 импульсов нарастающей длительности. Выходы делителя 4 частоты подключены к пер5 вым входам селекторов 5 и 6, вторые входы которых соединены с выходом широтно-импульсного модулятора 7, а третьи входы — с выходом генератора !

О

8 импульсов нарастающей длительности.

Входы ключей 17 и 18 подключены к выходам соответственно селекторов 5 и 6 и выходу порогового блока 16, а выходы — к соответствующим входам

15 согласующего усилителя 12. Вход усилителя 13 мощности соединен с выходом согласующего усилителя 12, а выход через выпрямитель 14 и сглаживающий фильтр 15 — с вторым входом

20 широтно-импульсного модулятора 7 и выходом всего преобразователя в целом. Ключ 19 включен на блокирующем входе генератора 8 импульсов нарастающей длительности и управляющим

ВХОДОМ СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ ПОРОГОВОГО блока 16. В генераторе 8 импульсов нарастающей длительности интегратор, состоящий из резистора 10 и конденсатора 11, включен между первым входом данного генератора и общей шиной и подключен выходом к второму входу компаратора 9, первый вход которого является вторым входом данного генератора, а выход — выходом последнего. Змиттер транзистора 20 соединен с потенциальной обкладкой конденсатора 11,, а база через элемент

21 с нелинейным сопротивлением подключена к общей шине и через резистор 22 — к потенциальному выводу пер40 ваго вхоца данного генератора, соединенному с коллектором транзистора

20. Транзистор 24 включен эмиттерколлекторчым переходом последователь13006

3 но с резистором 23 в цепь шунтирования конденсатора 11 ключом 19 (в цепь блокируюшего входа данного генератора), а базой соединен с общим выводом резисторов 25 и 26, включенных последовательно между выходным потенциальным выводом компаратора 9 и общей шиной.

Устройство работает следующим образом. f0

Выходной импульсный сигнал задающего генератора 2 поступает на вход формирователя 3 пилообразного напряжения и через делитель 4 частоты— на первые входы селекторов 5 и 6.При 15 этом в течение одного периода частоты задающего генератора 2 открыт селектор 5, а в течение следующего— селектор 6.-Пилообразное напряжение с выхода формирователя 3 подается на 20 первый вход широтно-импульсного модулятора 7. С выхода широтно-импульсного модулятора 7 через селекторы

5 и 6, открытые ключи 17 и 18 и согласующий усилитель 12 на вход усилителя 13 мощности поступает широтно-модулированный импульсный сигнал.

Выходное напряжение усилителя 13 мощности через выпрямитель 14 и сглаживающий фильтр 15 подводится к выходу 30 устройства .и к второму входу широтно-импульсного модулятора 7. Всякое изменение под действием дестабилизирующих факторов выходного напряжения устройства приводит к компенси- 35 рующему его изменению длительности импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора 7, что обеспечивает заданную стабильность выходного напряжения. 46

При включении устройства, когда выходное напряжение вспомогательного узла 1 питания увеличивается, но рго величина еще меньше допустимого значения, пороговый блок 16 находится 45 в выключенном состоянии, при котором ключи 17 и 18 закрыты, ключ 19 открыт, а конденсатор 11 со скоростью нарастания выходного напряжения узла

1 заряжается током, протекающим че- 50 реэ транзистор 20 и резистор 10, до напряжения, несколько меньшего величины,при которой на выходе компаратора 9 начинают формироваться импульсы напряжения. Пока выходное напряже-55 ние узла 1 меньше минимально допустимого значения напряжения питания компаратора 9, которое выбирается не

08 4 больше минимально допустимых напряжений питания генератора 2 и формирователя 3, но меньше минимально допустимого напряжения для других узлов, транзистор 24 находится в неопределенном (открытом или закрытом) состоянии, которое в процессе увеличения выходного напряжения узла 1 может меняться, так как компаратор

9 не работает, и напряжение на его выходе имеет произвольную (случайную) величину. Если транзистор 24 закрывается, напряжение на конденсаторе

11 увеличивается, транзистор 20 закрывается и дальнейший заряд конденсатора 11 происходит только током, протекающим через резистор 10. В случае последующего открывания транзистора 24 конденсатор 1 1 разряжает- ся через последовательно соединенные резистор 23, транзистор 24 и ключ 19 до напряжения, несколько меньшего значения, с которого начинается формирование импульсов нарастающей длительности. В результате этого к моменту, когда выходное напряжение ysла 1 достигает минимально допустимого значения питания компаратора 9, напряжение на конденсаторе 11 из-эа разброса и нестабильности времени увеличения выходного напряжения узла может быть меньше или больше значения, при котором на выходе компаратора 9 начинается формирование последовательности импульсов нарастающей . длительности. Если напряжение на конденсаторе 11 будет меньше названной величины, напряжение на выходе компаратора 9 становится равным нулю,транзистор 24 закрывается, напряжение на конденсаторе 11 начинает увеличиваться, транзистор 20 закрывается и конденсатор 11 продолжает заряжаться только током через резистор 10. Как только напряжение на конденсаторе 11 станет больше напряжения, с которого. начинает работать генератор 8, на выходе компаратора 9 появляется последовательность импульсов, следующих с частотой задающего генератора 2, длительность которых постепенно нарастает. С каждым импульсом на время его длительности открывается транзистор 24, конденсатор 11 разряжается через последовательно соединенные резистор 23, транзистор 24 и ключ 19.

Увеличение длительности импульсов выходного напряжения компаратора 9

1300б08 продолжается до тех пор, когда средний ток разряда конденсатора 11 будет равен току его заряда, После этого на конденсаторе ii устанавливается постоянное напряжение, при котором на .выходе компаратора 9 формируется последовательность импульсов постоянной и малой длительности. Если к моменту, когда выходное напряжение узла 1 становится больше минимально 10 допустимого значения для компаратора 9, напряжение на конденсаторе 11 будет значительно больше напряжения, с которого начинает работать генератор 8, на выходе компаратора 9 по- 15 являются импульсы напряжения с длительностью, при которой средний ток разряда больше тока заряда конденсатора 11, и последний начинает разряжаться. Длительность импульсов вы- 20 ходкого напряжения компаратора 9 при этом уменьшается и, когда токи разряда и заряда конденсатора 11 сравниваются, становится постоянной. Величина сопротивления резистора 23 выби" 25 рается такой, чтобы установившаяся длительность импульсов на выхоце ком-. паратора 9 была значительно (в 10 и более раз) меньше периода частоты задающего генератора 2. Генератор 8 формирует импульсы постоянной длительности до момента, когда выходйое напряжение узла 1 достигнет своего допустимого значения, после чего пороговый блок 16 включается и по сиг- 35 налу с его выхода ключи 17 и 18 открываются, ключ 19 закрыва.ется и конденсатор 11 начинает заряжаться, В процессе заряда конденсатора 11 генератор 8 формирует с частотой задаю- 40 щего генератора 2 последовательность импульсов нарастающей длительности, которое поочередно через селекторы

5 и 6, открытые ключи 17 и 18 и согласующий усилитель 12 поступают на 45 вход усилителя 13 мощности, что обеспечивает плавное нарастание токов сглаживающего фильтра 15 и усилителя 13 мощности, а также тока, потребляемого от сети, и выходного на- 50 пряжения устройства, Когда выходное напряжение достигает своего номинального значения, длительность импульcol3 поступающих нà вход усилителя 13 мощности, ограничивается дли- 55 тельностью импульсов, поступающих на вторые входы селекторов 5 и 6 с выхода широтно-импульсного модулятора

7, от которого осуществляется дальнейшее регулирование выходного напряжения устройства. В процессе регулирования выходного напряжения устройства на выходе генератора 8 формируются импульсы напряжения, длительность которых больше максимально возможной длительности импульсов выходного напряжения широтно-импульсного модулятора 7. При выключении устройства, когда выходное напряжение узла 1 уменьшается до своего минимально допустимого значения, пороговый блок 16 выключается, ключи 17 и 18 закрываются, а ключ 19 открывается. При этом прекращается поступление на вход усилителя 13 мощности сигнала управления, конденсатор 11 разряжается и устройстно выключается.

Таким образом, в предлагаемом устройстве время установления рабочего режима равно только сумме времени нарастания выходного напряжения вспомогательного узла 1 питания и времени формирования последовательности импульсов нарастающей длительности генератором 8. формула изобретения

Стабилизированный преобразователь напряжения по ант.св. N - 1023310,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения времени установления рабочего режима, в генератор импульсов нарастающей длительности введены первый и второй транзисторы, элемент с нелинейным сопротивлением,нторой, третий, четвертый и пятый резисторы, причем эмиттер первого транзистора соединен с потенциальной обкладкой конденсатора, а база через элемент с нелинейным сопротивлением подключена к общей шине и через второй резистор — к потенциальному полюсу вспомогательного узла питания,соединенному с коллектором первого транзистора, второй транзистор включен эмиттер-коллекторным переходом последовательно с третьим резистором в цепь шунтирования конденсатора третьим ключом, а базой соединен с общим выводом четвертого и пятого резисторон, включенных последовательно между выходным потенциальным вь1водом компаратора и общей шиной.