Импульсный регулятор напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры . Целью изобретения является расиирение области применения. Цель достигается тем, что в устройство введен делитель 17 частоты, а триггер 14 вы- .полнен синхронным динамическим с двумя информационными входами. Это позволяет не только включение ключа 3, но и его выключение производить синхронно с источником 15 синхроимпульсов . При этом коммутационные помехи, создаваемые в момент переключения ключа 3, не будут возникать в моменты обратного хода луча электроннолучевой трубки, когда сигнальный вход трубки заперт. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 G 05 F 1/56,/ с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4 129988/24-07 (22) 08.10.86 (46) 15.11.88. Бюл. N - 42 (72) В.П.Реута и В.Б.Иванов (53) 621.316.722.1 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 752284, кл. G 05 F 1/56, 1978.

Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных интегральных схем. M.: Мир, 1985, с.311320, рис.i0.17. (54) ИИПУЛЬСНЬ Й РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппарату„„БО„„ИЗ7844 ры. Целью изобретения является расширение области применения. Цель достигается тем, что в устройство введен делитель 17 частоты, а триггер 14 вы.полнен синхронным динамическим с двумя информационными входами. Это позволяет не только включение ключа 3, но и его выключение производить синхронно с источником 15 синхроимпульсов. При этом коммутационные помехи, создаваемые в момент переключения ключа 3, не будут возникать в моменты обратного хода пуча электроннолучевой трубки, когда сигнальный вход трубки заперт. 4 ип.

1437844

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации напряжения регулирования температуры. 5

Цепью изобретения является расширение области применения.

На фиг. 1 и 2 представлены две разновидности схемы импульсного регулятора напряжения; на фиг.3 и 4 — 10 диаграммы работы этих регуляторов соответственно °

На фиг. 1-4 приняты следующие обозначения: 1 — источник питания, 2 силовой элемент, состоящий из ключевого элемента 3, диода 4, дросселя 5 и конденсатора 6 СО-фильтра, 7 — нагрузка (термобатарея для фиг.1), 8 охлаждаемый объект, 9 — датчик обратной связи, состоящий из делителя на- 20 пряжения на резисторах 10, 11, причем на фиг. 1 в качестве резистора 11 применен терморезистор, 12 — источник опорного напряжения, 13 — компаратор, 1 4 — синхронный динамический 25 триггер с динамическим тактовым входом С, причем в качестве триггера использован JK-триггер с двумя информационными входами J и К,,15 — генератор синхроимпульсов с шиной 16 внеш- 30 ней синхронизации, 17 — делитель частоты, Ug — вид сигналов на выходе генератора 15 синхроимпульсов, t (t)—

О характер изменения температуры термоGaTapeii 7 и терморезистора 11, U» вид сигналов на выходе компаратора

13; U — вид сигналов на выходе триггера 14, U < — форма напряжения на,циоде 4, U< — значение напряжения на конденсаторе 6 и нагрузке 7, для 40 фиг. 3, U 11 — форма сигналов на выходе делителя 17 частоты.

В импульсном регуляторе напряжения по фиг. 1 источник 1 питания через силовой элемент 2, содержащий силовой ключ 3 на входе, диод 4, обратно включенный между выходом сило-. вого ключа 3 и общей шиной, дроссель

5, включенный между общей точкой элементов 3,4 и конденсатором 6, подключенным вторым выводом к общей шине, соединен с нагрузкой 7; которой является термобатарея. На термобатарее размещен охлаждаемый объект 8 и часть датчика 9 обратной связи, coc"i îÿùåão из последовательно соединенных резистора 10 и размещенного на термобатарее терморезистора 11, причем второй вывод регистора 10 подключен к источнику 12 опорного напряжения. Второй выход источника 12 опорного напряжения соединен с первым входом компаратора 13, второй вход которого соединен с выходом датчика 9 обратной связи (с общей точкой резисторов 10 и 11). Выход компаратора 13 соединен с информационным входом К синхронного триггера l4, выход которого подключен к входу управления силовым ключом 3, а тактовый вход С вЂ” соединен с выходом генератора 15 синхроимпульсов, имеющего шину 16 внешней синхронизации, на которую подаются импульсы синхронизации от внешнего источника синхроимпульсов. Между выходом генератора l5 синхроимпульсов и вторым информационным входом J синхронного триггера 14 включен делитель 17 частоты. Генератор 15 синхроимпульсов с шиной 16 внешней синхронизации образуют источник синхроимпульсов для регупятора,. Импульсный регу— лятор напряжения по фиг. 1 предназначен для использования в качестве регулятора (стабилизатора) температуры охлаждаемого объекта 8.

На фиг. 2 представлен импульсный регулятор напряжения, предназначенный для использования в качестве стабилизатора напряжения. Его отличие от регулятора по фиг. 1 состоит в том, что здесь в качестве нагрузки

7 показан потребитель стабильного напряжения, к которому подключен вход датчика 9 обратной связи, а в датчике 9 обратной связи в качестве резистора 11 использован обычный резистор.

В работе регулятора по фиг.1 и 2 использованы свойства динамического синхронного JK-триггера по фронту, например переднему, синхроимпульса на его тактовом входе С; а) повторять на своем выходе информацию входа J если информация на входах J u

K противоположна; б) не изменять свое выходное состояние, если сигналы на входах J ; в) переключать выходы в противоположное состояние, если сигналы на входах

J и К единичные.

Импульсный регулятор напряжения по фиг. 1 работает следующим образом.

После включения источника 1 питания в силовом элементе 2 силовой ключ

)437844

3 закрыт, напряжение на диоде 4,дросселе 5, конденсаторе 6 и термобатарее

7 равно нулю; охлаждаемый объект 8 нагрет до температуры окружающей сре5 ды; к делителю напряжения в датчике

9 обратной связи, образованному резистором 10 и термовезистором 11, приложено опорное напряжение с выхода источника 12 опорного напряжения, часть которого приложена к первому, например инвертирующему входу компаратора 13, к второму входу которого приложено выходное напряжение с датчика 9 обратной связи, которое меньше 15 опорного напряжения, поскольку терморезистор 11 раэогрет, и его величина мала (сопротивление терморезисторы 11 растет при понижении его температуры); на выходе компаратора 13 и 20 информационном входе К триггера 14 нулевое напряже)ние; запускается генератор 15 синхроимпульсов.

Поскольку на выходе компаратора

13 нулевой сигнал (Б,, фиг.З), то триггер 14 не перейдет в единичное состояние и не откроет силовой ключ

3 до тех пор, пока не появится единичный сигнал на выходе делителя 17 . частоты (U 1» фиг.3), после чего пер- 30 вый же импульс (U<» фиг. 3) генера тора 15 синхроимпульсов, поступивший на тактовый вход С триггера 14,своим, например, передним фронтом переведет триггер 14 в единичное состояние (U, З5 фиг.3), в результате чего триггер 14 откроет силовой ключ 3 и через ключ

3 и дроссель 5 потечет ток заряда конденсатора 6 и ток, потребляемый термобатареей 7, на диоде 4 выделит- 40 ся напряжение питания (U,, фиг.З), начнется процесс охлаждения объекта

8 и терморезистора 11 (кривая t (t) фиг.3). В это время на тактовый вход

С триггера 14 непрерывно поступают 45 импульсы с выхода генератора 15 синхроимпульсов (U „, фиг.З), моменты появления которых синхронизируются внешними синхроимпульсами по шине 16 внешней синхронизации. 50

Поскольку в это время выходное напряжение компаратора 13 (Ug фиг.З) и делителя 17 частоты (U q, фиг.3) нулевые, то триггер 14 не меняет свое выходное состояние. 55

Как только температура объекта 8 достигнет заданного значения (t ср фиг.3), выходное напряжение 9 обратной связи станет равным опорному напряжению, подаваемому на вход компаратора 13 с выхода источника 12 опорного напряжения, в результате чего компаратор 13 сработает, напряжение на его b o e c HeT e HHH Hb (Vt фиг.3). Но триггер 14 перейдет в нулевое состояние не сразу, а только после поступления на его тактовый вход С очередного синхроимпульса (U,, фиг.З). В результате силовой ключ 3 закроется, напряжение на диоде 4 ())4, фиг.З) упадет примерно до минус 0,7 В, а в нагрузку (термобатарею) 7 потечет ток за счет запасенной в дросселе 5 и конденсаторе 6 энергии. Температура объекта 8 и терморезистора 11 после этого будет вначале продолжать падать (t (t), фиг.3), а затем по мере уменьшения тока через термобатарею 7 начнет расти. Как только температура объекта 8 и терморезистора 11 возрастет до заданного значения (t, фиг. 3), вновь сработает компаратор 13, на выходе которого появится нулевой сигнал (U, фиг.3). При приближении температуры объекта 8 (t (t) фиг.3) к заданному значению появится единичный сигнал на выходе делителя 17 частоты и входе J триггера 14 (U,, фиг.3), после чего очередным синхроимпульсом, поступившим на тактовый вход С триггера 14, последний переключается в противоположное (единичное) состояние (U ä, фиг.З) независимо от характера сигнала на выходе компаратора

13, который к этому времени должен стать нулевым (U „ фиг.З). Единичный выходной сигнал триггера 14 откроет силовой ключ 3. Вновь к диоду

4 (V„ 3) и дросселю 5 приложится напряжение источника 1 питания.

Начнет расти ток через дроссель 5.

Но температура объекта 8 и терморезистора 11 будет вначале продолжать расти, а затем начнет падать (t (t), фиг.3). Процесс регулирования будет происходить согласно указанному.

Работа импульсного регулятора напряжения по фиг. 2 отличается тем, что датчик 9 обратной связи следит не за температурой, à sa выходным напряжением регулятора, приложенным к нагрузке 7 (U <, фиг.4), и регулятор работает как импульсный стабилизатор напряжения так же, как указано.

1 4.3 7844

Формула изобретения

Импульсный регулятор напряжения, содержащий ключевой элемент, входом

В описанных регуляторах частота переключения силового ключа. 3 постоянная и равна отношению частоты следования синхроимпульсов с выхода ге5 нератора 15 синхроимпульсов к коэффициенту деления делителя 17 частоты.

Изменив порядок включения элементов внутри силового элемента 2, а также изменив датчик 9 обратной связи, можно получить все четыре разновидности регулятора как стабилизатора напряжения.

Изменив место подключения датчика

9 обратной связи (например, включив резистор 11 последовательно с нагрузкой 7), можно заставить работать регулятор в режиме стабилизатора тока, соединенный с входным выводом, а выходом через LCD-фильтр — с выходным выводом, датчик обратной связи, выходом подключенный к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, триггер, выход которого подключен к входу управления ключевым элементом, а один вход соединен с выходом источника синхроимпульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введен делитель частоты, а триггер выполнен синхронным, динамическим с двумя информационными входами, причем первый информационный вход триггера подключен к выходу компаратора, а второй информационный вход — к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом источника синхроимпульсов.

1437844

Составитель С.Чернышева

Редактор О.Спесивых Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 5893/48 Тираж 866 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