Стабилизатор среднего значения постоянного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является получение инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения стабилизатора среднего значения постоянного напряжения. Цель достигается тем, что в схему ввели три усилителя 4, 5 и 12 с регулируемым коэффициентом передачи , обратно пропорциональным управляющему воздействию. Причем усилители 4 и 5 соединены последовательно и включены между интегратором 3 и одним входом сумматора 6. Усилитель 12 подключен через генератор 11 пилообразного напряжения к одному из входов узла 10 сравнения, другой вход которого через вычитатель 9 соединен с выходом сумматора 6. Выход узла 10 подключен к управляющему входу ключа 1. При этом управляющие входы усилителей 4, 5 и 12 соединены с входом стабилизатора. 1 ил. S (О со со ел СО СД to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 б 05 Г 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3961560/24-07 (22) 02.10.85 (46) 07.09.87. Бюл. № 33 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В. Я. Жуйков, Т. А. Терещенко, А. В. Назаренко, Н. Н. Лаврентьева и Н. П. Драченко (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 902004, кл. G 05 F 1/56, 1981.

PESC 83, Рес, 14th Annu, LEEE Power

Electron Spec. Conf. — Albuguezque, N 4, 6—

9, June, 1983, р. 61 — 69. (54) СТАБИЛИЗАТОР СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Це„„SU„„1335952 А 1 лью изобретения является получение инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения стабилизатора среднего значения постоянного напряжения. Цель достигается тем, что в схему ввели три усилителя 4, 5 и 12 с регулируемым коэффициентом передачи, обратно пропорциональным управляющему воздействию. Причем усилители 4 и 5 соединены последовательно и включены между интегратором 3 и одним входом сумматора 6. Усилитель 12 подключен через генератор 11 пилообразного напряжения к одному из входов узла 10 сравнения, другой вход которого через вычитатель 9 соединен с выходом сумматора 6. Выход узла 10 подключен к управляющему входу ключа 1. При этом управляющие входы усилителей 4, 5 и 2 соединены с входом стабилизатора. 1 ил.

1335952

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям электрической энергии, и может быть использовано в системах электропитания различных технических устройств с повышенными требованиями к стабильности и точности установки питающего напряжения.

Цель изобретения — получение инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напря>кения.

На чертеже изображен стабилизатор среднего значения постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит последовательно соединенные силовой клк>ч 1, L.Ñ-фильтр 2 и первый интегратор 3, причем вход силового ключа является входом стабилизатора. Выход первого интегратора 3 соединен с входом усилителя 4 с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого соединен с входным выводом, а выход подключен к входу еще одного усилителя 5 с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого также соединен с входным выводом. Выход второго усилителя подключен к входу сумматора 6, второй вход которого через последовательно соединенные делитель 7 напряжения и второй интегратор 8 подключен к входному выводу, а выход сумматора 6 — к входу вычитателя 9, вгорой вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход — с входом узла 10 сравнения. К второму входу узла 10 сравнения подключен генератор 11 пилообразного напряжения, а к выходу узла 10 — управляющий вход силового клю«а 1. К входу генератора !! пилообразного напряжения подключен усилитель 12 с регулируемым коэффициентом передачи, вход которого соединен с источником питания а управляющий вход усилителя 12 подключен к входному выводу.

Стабилизатор работает следующим образом.

Выходное напряжение, снимаемое с 1 Сфильтра 2 после интегрирования в блоке 3 цепи обратной связи через два усилителя 4 и 5 с регулируемым коэффициентом, которые позволяют получить сигнал, пропорциональный квадрату управляющего напряжения, суммируется на сумматоре 6 с напряжением прямой связи, снимаемым через последовательно соединенный делитель 7 напряжения и второй интегратор 8. Суммарное напряжение сравнивают с опорным напряжением в вычитателе 9. Сигнал рассогласования сравнивают с пилообразным напряжением широтно-импульсного модулятора, в состав которого входит узел !О сравнения и генератор 11 пилообразного напряжения. Напряжение питания к генератору 11 подается через усилитель 12 с регулируемым коэффициентом передачи. Выходной сигнал узла 10 сравнения поступает на управляющий вход силового ключа 1 и, управляя работой силового ключа, стабилизирует выходное напряжение, которое фильтруется 1 С-фильтром 2.

Для обеспечения инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного в схеме установлены усилители 4, 5 и 12 с регулируемым коэффициентом передачи, который изменяется обратно пропорционально входному напряжению Е. Последовательно соединенные уси10 лители 4 и 5 позволяют реализовать коэффициент передачи, обратно пропорциональный квадрату напряжения Е.

Выходное напряжение стабилизатора в статическом режиме определяется выражением

Uo = Еур, (1) где у» — среднее значение скважности импульсов широтно-импульсного преобразователя;

Š— входное напряжение стабилизатора.

Пусть система перешла из одного установившегося состояния Uo в другое и установилось значение выходного напряжения U

1 под действием помехи.

Найдем превращение выходного напряжения AV:

V =Uo+AU= (Е+Л1 ) (уо+Л" )

Пренебрегая членами со 2-м порядком малости, получим

Л1)=ЛЕ7+ЕЛу (2)

Уравнение замыкания для нашей схемы имеет вид

30 Vo — К-1) „— Ко, Е=6ту., (3) где К- — статический коэффициент передачи цепи обратной связи;

К p — статический коэффициент передачи цепи прямой связи по возмущению ЛЕ;

35 u„

6=-" — коэффициент передачи модулятора

Т вЂ” период переключения широтно-импульсного преобразователя;

U — постоянное опорное напряжение

40 стабилизатора;

Uï — амплитуда пилообразного напряжения.

Учитывая приращение напряжения и тока, получим — КосЛ1)- — К рЛЕ = 6ТДу. (4.)

45 Подставляя в уравнение (4) уравнение (2), имеем (6T+ КосЕ) Лу= —. (— Ко у — Кор) ЛЕ

Отсюда

Ау = — д+@-е — " ЛЕ. (5)

Подставляя уравнение (1) в уравнение (3), получаем выражение:

1) — К рЕ

6Т+ КосE (6)

В уравнение (2) подставляем значение

55 Лу из уравнения (5) и находим o6T — К рЕ

6T+ К«Е

1335952

Uon6T — Кпр ЕЬТ оТ КосЕ

6Т+КосЕ

Формула изобретения

Составитель С. Чернышева

Реда кто р В. Да нк о Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 3802/41 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

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

После подстановки выражения (6) в выражение (7) имеем

В результате преобразований получаем

AU— ЛЕ (8) Из полученного выражения (8) видно, что при выполнении условия

ЕБ-=сопв(;

К.Е = const. в устройстве достигается инвариантность выходного напряжения в широком изменении входного.

Стабилизатор среднего значения постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные силовой ключ, 1 Сфильтр и интегратор, причем вход силового ключа соединен с входным выводом, а выход

1 С-фильтра — с выходным выводом, а также делитель напряжения, вход которого соединен через второй интегратор с входным выводом, а выход — с одним входом сумматора, причем выход сумматора подсоединен к одному входу вычитателя напряжения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход вычитателя соединен с первым входом узла сравнения, к второму входу которого подключен выход генератора пилообразного напря10 жения, а к выходу подключен управляющий вход силового ключа, отличающийся тем, что, с целью получения инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения, в него введены три усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, обратно пропорциональным управляющему воздействию, причем один из усилителей с регулируемым коэффициентом передачи подключен между клеммой для подключения источни2г) ка питания и входом генератора пилообразного напряжения, два других усилителя с регулируемым коэффициентом передачи соединены последовательно и подключены между выходом интегратора и другим входом сумматора, при этом управляющие входы

2э всех усилителей объединены и подсоединены к входному выводу.