Стабилизирующий преобразователь напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение качества стабилизации при импульсном характере нагрузки и в процессе пуска. Силовой канал устройства содержит регулируемый двухтактный усилитель 11 мощности, выпрямитель 12 и сглаживающий LC-фильтр 13. В канал управления входят усилитель 14 сигнала ошибки, узел 15 гальванической развязки с двухполярным амплитудно-импульсным модулятором 1 6 и развязывающим трансформатором 1 7, форш1- рователь 1 тактовых импульсов с задающим генератором 2 и делителем 3 частоты, двухполярный широтно-импульсный модулятор 4 с двухполярным формирователем 5 пилообразного напряжения и преобразователем 6 напряжения во временной интервал, узел 7 селекции с селекторами 8-10. В процессе работы устройства на сигнальном входе преобразователя 6 имеется двухполярное развертывающее напряжение, а на его выходе каждые полпериода происходит изменение полярности сиг- .нала. При скачкообразном изменении нагрузочного тока и в процессе пуска переходный процесс протекает быстро, поскольку в контуре обратной связи нет инерционного фильтра нижних частот . 2 3 . п. ф-лы, 2 ил. S (П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1467701 А1 (5д 4 Н 02 M 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

dais

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295095/24-07 (22) 10.08.87 (46) 23.03.89. Бюл. Ф 11 (72) Б.И.Рудяков (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 479101, кл. Н 02 M 3/335, 1973.

Авторское свидетельство СССР

9 692030s кл. Н 02 М 3/335, 1977 ° (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ПРКОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения— повышение качества стабилизации при импульсном характере нагрузки и в процессе пуска. Силовой канал устройства содержит регулируемый двухтактный усилитель 11 мощности, выпрямитель 12 и сглаживающий LC-фильтр 13.

В канал управления входят усилитель

14 сигнала ошибки, узел 15 гальванической развязки с двухполярным амплитудно-импульсным модулятором 16 и развязывающим трансформатором 17, форпп рователь 1 тактовых импульсов с задающим генератором 2 и делителем 3 частоты, двухполярный широтно-импульсный модулятор 4 с двухполярным формирователем 5 пилообразного напряжения и преобразователем 6 напряжения во временной интервал, узел 7 селекции с селекторами 8-10. В процессе работы устройства на сигнальном входе преобразователя 6 имеется двухполярное развертывающее напряжение, а на его выходе каждые полпериода происходит изменение полярности сигнала. При скачкообразном изменении нагрузочного тока и в процессе пуска переходный процесс протекает быстро, поскольку в контуре обратной связи нет инерционного фильтра нижних час тот. 2 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1467701

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации импульсных источников питания, характеризующихся быстрыми сбросами и набросами нагрузочного тока.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации при импульсном характере нагрузки и в про- 10 цессе пуска.

На фиг. t представлена функциональная схема предлагаемого стабилизирующего преобразователя напряжения постоянного тока; на фиг. 2,а-э при- 15 ведены временные диаграммы сигналов

t иллюстрирующие em работу.

Устройство содержит формирователь 1 тактовых импульсов с задающим гене ратором 2 и делителем 3 частоты 20 (триггером), двухполярный широтноимпульсный модулятор 4 с двухполярным формирователем 5 пилообразного напряжения и пребразователем 6 напряжения во временной интервал, узел 7 25 селекции с первым 8, вторым 9 и третьим 10 селекторами импульсов управления, регулируемый двухтактный усилитель 11 мощности, выпрямитель 12, сглаживающий LC-фильтр 13, усилитель 30 l4 сигнала ошибки, узел 15 гальванической развязки с амплитудно-импульсным (ключевым) модулятором 16 и развязывающим трансформатором 17. Питающий вход регулируемого двухтактного усилителя 11 мощности соединен с выводами для подключения первичного источника питания, а выход через последовательно включенные выпрямитель

12 и сглаживающий LC-фильтр 13 с выводами для подключения нагрузки. .Сигнальный вход усилителя 14 сигнала ошибки подключен к выходу сглаживающего LC-фильТра 13, опорный вход — к выходу источника опорного напряжения 45

Б „ (на схеме не показанного), а выход — к сигнальному входу узла 16 гальванической развязки (к сигнальному входу амплитудно-импульсного модулятора 16). Тактирующий вход широтноимпульсного модулятора 4 соединен с первым выходом формирователя 1 тактовых импульсов (с первым выходом делителя 3 частоты), подключенным к первому управляющему входу амплитудно-импульсного модулятора 16. Сиг55 нальный вход первого селектора 8 узла 7 селекции подключен к выходу широтно-импульсного модулятора 4 (к выходу преобразователя 6 напряжения во временной интервал), а выход— к первому управляющему входу усипителя 11 мощности. Выход второго селектора 9 соединен с вторым управляющим входом усилителя 11 мощности.

Сигнальный вход третьего селектора 10 соединен с выходом широтно-импульсного модулятора 4 (с выходом преобразователя 6 напряжения во временной интервал), а выход — сигнальным входом второго селектора 9. Модулирующий вход широтно-импульсного модулятора

4 (модулирующий вход преобразователя 6 напряжения во временной интервал) подключен к вторичной обмотке развязывающего трансформатора 17.

Тактирующий вход первого селектора 8 соединен с первым выходом формирователя 1 тактовых импульсов (с первым выходом делителя 3 частоты), а тактирующие входы .второго селектора 9, третьего селектора 10 и второй управ-. ляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 16 — с вторым выходом формирователя 1 тактовых импульсов (с вторым выходом делителя 3 частоты).

В формирователе 1 тактовых импульсов . задающий генератор 2 и делитель 3 частоты включены последовательно.

В широтно-импульсном модуляторе 4 сигнальный вход преобразователя 6 напряжения во временной интервал соединен с выходом формирователя 5 пилообразного напряжения ° В узле 15 гальванической развязки амплитудно-импульсный модулятор 16 и развязывающий трансформатор 17 включены последовательно.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение U „, являясь питающим напряжением регулируемого двухтактного усилителя 11 мощности, преобразуется в нем в высокочастотное напряже-. ние U,„ (ôèã. 2) с паузой на нуле.

Далее это напряжение выпрямляется выпрямителем 12, сглаживается LC-фильтром 13 и поступают на усилитель 14 сигнала ошибки, где сравнивается с опорным напряжением U Ä. Сигнал рассогласования дискретизируется амплитудно-импульсным модулятором 16. Переменное прямоугольное напряжение U (фиг. 2,в) с вторичной обмотки развяэывающего трансформатора 17 подводится к широтно-импульсному модулятору 4 и, в частности к модулирующе1467701 му входу преобразователя 6 напряжения во временной интервал, где сравнивается с пилообразным напряжением U> с выхода формирователя 5 пилообразного напряжения.

В формирователе 1 тактовых импульсов задающий генератор 2 выдает на делитель 3 частоты напряжения U (фиг. 2,а) в виде последовательности импульсов с повышенной скважностью.

С выходов делителя 3 частоты противофазные сигналы U3 (ôèã.2,6), U поступают на тактирующие входы селекторов 8-10 узла l селекции.. 15

Преобразователь напряжения во временной интервал синхронизирован от делителя 3 частоты посредством формирователя 5 пилообразного напряжения. 9а сигнальном входе преобразова- 20 теля 6 имеется двухполярное развертывающее напряжение U, а на выходе каждые полпериода происходит изменение полярности выходного напряжения

U (фиг. 2,r), поскольку одновремен- 25 ны со смежной полярности напряжения

U производится инвертирование сигнаЬ ла ошибки на выходе узла 15 гальванической развязки. В результате на выходах селекторов 8 и 9 образуются .30 напряжения U< и U (фиг. 2,д,ж), представляющие собой модулированные

Ио длительности импульсные последова:тельности, сдвинутые друг относительно друга на 180 . Этими импульсами, осуществляется управление усили-, телем 11 мощности с поддержанием выходного напряжения 0 „„ устройства на заданном уровне.

При скачкообразном изменении нагрузочного тока и в процессе пуска переходный процесс на выходе данного стабилизирующего преобразователя протекает значительно быстрее, чем в из- g5 вестных устройствах, так как в контуре обратной связи отсутствует фильтр нижних частот. Это положительно сказывается на качестве стабилизации выходного напряжения U ыу . 50

Следует также отметить, что исключение в предлагаемом устройстве демодуляTopa HQ вь|холе Развязывающе 55 го трансформатора 17 предопределяет улучшение симметрии импульсов управления и снижение нелинейности контура обратной связи.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и в

1. Стабилизирующий прес брвзоввте Ih напряжения постоянного тока, содержащий регулируемый двухтвктный усилитель мошности, питающий вход которого соединен с выводами для подключения первичного источника питания, а выход через последовательно включенные выпрямитель и сглаживающий

ЬС-фильтр — с выводами для подключения нагрузки, усилитель сигнала ошибки, сигнальный вход которого подключен к выходу сглаживающего LC-фильтра, опорный вход — к выходу источника опорного напряжения, а выход — к сигнальному входу узла гальванической развязки, выполненного с использованием последовательно включенных двухполярного амплитудно-импульсного модулятора и развязывающего трансформатора, широтно-импульсный модулятор, тактирующий вход которого соединен с первым выходом формирователя тактовых импульсов, подключенным к первому управляющему входу амплитудно-импульсного модулятора, узел селекции, включающий в себя первый селектор импульсов управления, сигнальный вход которого подключен к выходу широтноимпульсного модулятора, а выход — к первому управляющему входу усилителя мощности, и второй селектор импульсов управления, выход которого соединен с вторым управляющим входом усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации при импульсном.характере нагрузки и в процессе пуска, широтно-импульсный модулятор выполпен двухполярным, а в узел селекции введен третий селектор импульсов управления, причем сигнальный вход третьего селектора соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, а выход — с сигнальным входом второго селектора, модулирующий вход широт— но-импульсного модулятора подключен к вторичной обмотке раввязьп«вющего трансформатора, тактирун«нп«й вход первого селектора соединен с первым выходом формирователя тактовых импуль— сов, а тактирующие входы «торого и третьего селекторов и второй управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора — с вторым,«ыв одом формирователя тактовых импуль..; «». бЬ с

<е

В 0g г °

Составитель Л.Морозов

Техред Л.Олийнык Корректор В, Гирняк

Редактор Г. Гербер

Заказ 1208/52 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 146770

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что формирователь тактовых импульсов выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора и делителя частоты, 3, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что широтно-импульсный модулятор включает в 10 себя двухполярный формирователь пило1 образного напряжения, вход которого является тактирующим входом широтноимпульсного модулятора, и преобразователь напряжения во временной интервал, сигнальный вход которого соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения, а модулирующий вход и выход являются соответственно модулирующим входом и выходом широтно-импульсного модулятора.