Многофазный импульсный стабилизатор напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к вторичным источникам питания, и .может быть использовано в система.х электропитания узлов информационно-измерительных систем и других радиотехнических устройств. Целью изобретения является уменьшение пульсаций выходного напряжения. Узел сравнения 6 вырабатывает сигнал рассогласования, который на компараторе / сравнивается с амп.1и;улным значением пилообразного напряжения , поступающего с генератора пи. юобразного напряжения (ГПН) 9. В результате сравнения вырабатывается управляющий сигнал, который управляет ключо.м 12 и подается на логический блок 13. На выходе ниротно-импульсного модулятора (ШИМ) 8 фор.мируется сигнал, являЮ1цийся результатом сравнения сигнала рассогласования от узла сравнения 6 и напряжения, которое получается на выходе сумматора 10. Когда ключ 12 заперт, силовые ячейки 1-4 работают с перекрытием. При этом логический блок 13 вырабатывает на своих выходах управляющие сигналы, которые начинаются в момент равенства напряжений на входах ШИМ 8, а заканчиваются в конце следующего периода пилообразного напряжения . При открыто.м ключе 12 силовые ячейки 1-4 работают без перекрытия. За счет организации работы силовых ячеек 1-4 с перекрытием стабилизатор позволяет существенно снизить пульсации выходног.о напряжения. 1 з.п. ф-лы. 4 ил. бхоЗ Т I I Звио СО сл 00 4 N3 СЛ Фиг.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1408425 A1 (50 4

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

H Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 4145637/24-07 (22) 12.11.86 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (72) В. С. Клочко, Ю. И. Власов и А. Н. Клочко (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Шуваев Ю. Н., Виленкин А. Г. Многофазные импульсные стабилизаторы. — Сб.

Электронная техника в автоматике. Под ред. 1О. И. Конева. М.: Советское радио, 1977, вып. 9, с. 70 — 83.

Авторское свидетельство СССР № 1092477, кл. G 05 F 1/56, 1984. (54) МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано в системах электропитания узлов информационно-измерительных систем и других радиотехнических устройств. Целью изобретения является уменьшение пульсаций выходного напряжения. Узел сравнения 6 вырабатывает сигнал рассогласования, который на компараторе 7 сравнивается с ам пи. дным значением пилообразного напряжсния, поступающего с генератора пилообразного напряжения (ГПН) 9. В результате сравнения вырабатывается управляющий сигнал, который управляет ключом 12 и подается на логический блок 13. На выходе широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 8 формируется сигнал, являющийся результатом сравнения сигнала рассогласования от узла сравнения 6 и напряжения, которос получается на выходе сумматора 10. Когда ключ 12 заперт, силовые ячейки 1 — 4 работают с перекрытием. При этом логический блок 13 вырабатывает на своих Bhlxoдах управляющие сигналы, которые начинаются в момент равенства напряжений на входах ШИМ 8, а заканчиваются в конце следующего периода пилообразного напряжения. При открытом ключе 12 силовые ячейки 1 — 4 работают без перекрытия. 3а счет организации работы силовых ячеек

1 — 4 с перекрытием стабилизатор позволяет существенно снизить пульсации выходного напряжения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. вход

1408425

Изобретение относится к области электротехники, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано в системах электропитания узлов информационно-измерительных систем и других радиотехнических устройств.

Целью изобретения является уменьшение йульсаций выходного напряжения.

На фиг. 1 — 3 представлены функциональные схемы соответственно предлагаемоi о стабилизатора напряжения, логического блока и генератора пилообразного напряжения; на фиг. 4 — диаграммы, характеризующие работу стабилизатора напряжения.

Многофазный импульсный стабилизатор

Напряжения содержит параллельно соединенные силовые ячейки 1 — 4, включенные яежду одноименными входным и выходным выводами, подключенные к выходным выводам сглажива1о ций конденсатор 5 и вход узла 6 сравнения, выход которого соединен с первыми входами компаратора 7 и широтно-импульсного модулятора 8, генератор 9

11илообразного напряжения, первый — третий выходы которого соединены соответст венно с первым входом сумматора 10, входом регистра 11 сдвига, вторым входом компаратора 7 и через ключ 12 с вторым вхо,дом сумматора 10, выход которого подключен к второму входу широтно-импульсного модулятора 8, выход компаратора 7 подключен к управляющему входу ключа 12, логический блок 13, первые входы которого соединены с соответствующими выходами регистра !1 сдвига, второй вход с выходом широтно-импульсного модулятора 8, третий вход — с выходом компа(|ратора 7, а выходы — с управляющими входами соответствующих силовых яче,ек 1 — 4. !

Логический блок (фиг. 2) содержит элементы 2--2И вЂ” -2ИЛИ 14 — 17, элемент 2И 18 и элемент 2ИЛИ 19. Первый вход каждого

j-го элемента 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ, начиная со второго, подключен к третьему входу предыдущего (j — 1) -го элемента 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ, который соединен с (j — 1)-м первым входом логического блока 13. Первый вход элемента 14 соединен с третьим входом элемента 17, вторые входы элементов 14—

17 — с выходом элемента И 18, а четвертые входы элементов 14 — !7 — с выходом элемента ИЛИ 19, первые входы элементов 18 и 19 подключены к второму вхо.ду логического блока 13, а вторые входы элементов 18 и 19 — к третьему входу логического блока 13, выходы элементов 14—

17 подключены соответственно к выходам логического блока 13.

Генератор пилообразного напряжения (фиг. 3) содержит первый резистор 20, стабилитрон 21, второй резистор 22, первый и-р-п транзистор 23, второй р-п-р транзис5

10 l5

55 тор 24, третий резистор 25, полевой транзистор 26, времязадающий конденсатор 27, третий и-р-и транзистор 28 и четвертый резистор 29.

Резистор 20 соединен одним выводом с источником положительного напряжения, затвором полевого транзистора 26 и коллектором транзистора 28, а вторым выводом— с одним из выводов резистора 22, 3-м выходом и катодом стабилитрона 21, анод которого подключен к общей шине. Другой вывод резистора 22 подключен к 2-му выходу, базе транзистора 24 и коллектору транзистора 23, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база — с коллектором транзистора 24. Эмиттер транзистора 24 соединен со стоком полевого транзистора 26, базой транзистора 28 и одной обкладкой времязадающего конденсатора

27, другая обкладка которого соединена с обшей шиной. Эмиттер транзистора 28 соединен с 1-м выходом и через резистор 29 с источником отрицательного напряжения. Исток полевого транзистора 26 соединен через резистор 25 с источником положительного напряжения.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

Узел 6 сравнения вырабатывает сигнал рассогласования V,,который на компараторе 7 сравнивается с амплитудным значением пилообразного напряжения Vai, формируемым на третьем выходе генератора 9 пилообразного напряжения (фиг. 4а). В результате сравнения вырабатывается управляющий сигнал К (фиг. 4б), который управляет ключом 12, подается на третий вход логического блока 13, и равен «лог. 1», если

Vp (Ъ«и, и «лог. О», если Vq ) Va . В зависимости от этого стабилизатор работает по двум разным алгоритмам.

Если Vp (V (К= l ), то ключ 12 закрыт и на второй вход широтно-импульсного модулятора 8 поступает пилообразное напряжение, вырабатываемое на первом выходе генератора 9 пилообразного напряжения.

На выходе широтно-импульсного модулятора 8 формируется сигнал С (фиг. 4в), являющийся результатом сравнения напряжения рассогласования V и напряжения, которое формируется на выходе сумматора 10 (фиг. 4а, толстая линия). В этом случае силовые ячейки 1 — 4 работают с перекрытием, т.е. сигналы bi — Ь4, где Ь, — сигнал на j-м выходе логического блока 13 (фиг. 4д, участок 1 — 2, 3 — 4), начинаются в момент равенства напряжений на входах широтноимпульсного модулятора 8, а заканчиваются в конце следующего периода пило- образного напряжения, т.е. в логическом блоке 13 реализуется функция ! з; = С а; \/ а;, (<) где а, и а; i — сигналы соответственно на выходах j и (1 — 1) разрядов регистра 11 сдвига.

1408425

Данный алгоритм иллюстрируется участками 1 — 2 и 3 — 4 на фиг. 4.

Если V„) Ч (К=О), то ключ 12 открывается и на вход широтно-импульсного модулятора 8 поступает сумма пилообразного напряжения, формируюшегося на первом выходе генератора 9 пилообразного напряжения, и его амплитудного значения, формируюшегося на третьем выходе генератора 9 пилообразного напряжения. Сигнал С является результатом сравнения напряжения рассогласования V и этой суммы (фиг. 4, участок 2 — 3). В этом случае силовые ячейки 1 — 4 работают без перекрытия, т.е. сигналы b начинаются в момент равенства напряжения рассогласования V è суммы и заканчиваются в конце этого же периода пилообразного напряжения, т.е. в логическом блоке 13 реализуется функция

b, = а,.С. (2)

Объединяя формулы (1) и (2), получаем результирующую формулу, по которой работает логической блок 13

Ь;=а; (CVK) 1/а; i С К. (3)

Предложенный стабилизатор по сравнению с известным позволяет уменьшить пульсации в 3 — 4 раза за счет организации работы силовых ячеек с перекрытием.

Формула изобретения

1. Многофазный импульсный стабилизатор напряжения, содержащий параллельно соединенные силовые ячейки, включенные между одноименными входным и выходным выводами, узел сравнения, подключенный входом к выходным выводам, а выходом— к первому входу широтно-импульсного модулятора, второй вход которого связан с первым выходом генератора пилообразного напряжения, второй (синхронизирующий) выход которого подключен к входу регистра сдвига, логический блок, первые входы которого подключены к соответствующим выходам регистра сдвига, второй вход — к выходу широтно-импульсного модулятора, а выходы соединены с управляюгцими входами соответствующих силовых ячеек, сглаживающий конденсатор, подключенный к выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения, в него введены компаратор, ключ и сумматор, а генератор пилообразного напряжения снабжен третьим выxoäoм, напряжение на котором постоянно и равно амплитудному значению пилообразного напряжения, формируемого на его первом выходе, причем связь второго входа широтно-импульсного модулятора с первым выходом генератора пилообразного напряжения осуществлена через сумматор, второй вход которого через ключ соединен с третьим выходом генератора пилообразного напряжения, который подключен к одному входу компаратора, другим входом подключенного к выходу узла сравнения, а выходом — к управляющему входу ключа и к третьему входу логического блока,, который реализует следующую функцию

b; = а; (С\/К) х/а;1 С. К, где Ь- — сигнал на j-м выходе логичес1 кого блока; а, и а; 1 — сигналы на выходе соответственно j=u (j — 1) -х разрядов регистра сдвига (соответственно на j = u (j — 1) -х первых входах логического блока);

25 С вЂ” сигнал на втором входе логического блока;

К вЂ” сигнал на третьем входе логического блока.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что его логический блок выпол30 нен на и элементах 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ, элементе

2И и элементе 2ИЛИ, причем первый вход каждого элемента 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ, начиная с второго, подключен к третьему входу предыдугцего (j — -1) -го элемента 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ, который соединен с (j — 1) -м первым входом

35 логического блока, а первый вход первого элемента 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ подключен к третьему входу и-го элемента 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ, который соединен с и-м первым входом логического блока, вторые и четвертые входы

40 всех элементов 2 — 2И вЂ” 2ИЛИ соединены соответственно с выходами элемента 2И и элемента 2ИЛИ, одноименные входы которых объединены и соединены соответственно с вторым и третьим входами логического блока, выходы элементов 2 — 2И—

45 2ИЛИ соединены соответственно с выходами логического блока.

1408425

Щ(р Я

1408425

Составитель А Волкова

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 3352/51 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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