Способ стабилизации постоянного напряжения импульсного многозвенного стабилизатора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании вторичных источников питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности стабилизации и надежности работы за счет улучшения выравнивания мощности, передаваемой звеньями стабилизатора. Способ заключается в формировании сигнала, пропорционального мощности, передаваемой каждым звеном стабилизатора, сравнении его с сигналом рассогласования выходного напряжения. В результате сравнения формируется ШУМ-сигнал, управляющий силовым ключом каждого звена стабилизатора. Выключение силового ключа происходит при равенстве сигнала, пропорционального мощности, передаваемой каждым звеном, и сигнала рассогласования. Это приводит к выравниванию мощности звеньев стабилизатора и повышению точности стабилизации, что повышает надежность работы как самого стабилизатора, так и его потребителей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК гав 4 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i !

Р= — — (1)

А<

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4410822/24-07 (22) 18.04.88 (46) 15.12.89. Бюл. № 46 (72) М. H. Аравии и И. М. Хасанов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Голова цки и В. А., Юрченко А. И.

Многофазный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, Электронная техника в автоматике. Под ред.

Ю. И. Конева. М.: Энергия, 1977, вып. 7, с. 50 — 57.

Авторское свидетельство СССР № 817681, кл. G 05 F1/46,,1979. (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО МНОГОЗВЕННОГО СТАБИЛИЗАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании вторичных источников питания раИзобретение относится к области электротехники, в частности к способам стабилизации постоянного напряжения импульсного многозвенного стабилизатора, и может быть использовано при создании вторичных источников питания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации и надежности работы за счет улучшения выравнивания мощности, передаваемой звеньями стабилизатора в нагрузку.

Сущность способа стабилизации постоянного напряжения заключается в следующем.

При введении операции умножения сигнала, пропорционального току, протекающему через ключ, на сигнал, пропорциональный напряжению на входе звена перед подачей на вход интегратора. с выхода послед„„SU„„1529200 А 1

2 диоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повышение точности стабилизации и надежности работы за счет улучшения выравнивания „мощности, передаваемой звеньями стабилизатора. Способ заключается в формировании сигнала, пропорциона1bного мощности, передаваемой каждым звеном стабилизатора, сравнении его с сигналом рассогласования выходного напряжения.

В результате сравнения формируется ШИМсигнал, управляющий си.повым ключом каждого звена стабилизатора. Выключение силового ключа происходит при равенстве сигнала, пропорционального мощности, передаваемой каждым звеном, и сигнала рассогласования. Это приводит к выравниванию мощности звеньев стабилизатора и повышению точности стабилизации, что повышает надежность работы как самого стаби.чизатора, так и его потребителей. 1 ил. него снимается сигнал, пропорциональный мощности, передаваемой данным звеном стабилизатора. Дальнейшее сравнение сигнала, пропорционального мощности, с усиленным сигналом рассогласования и при достижении их равенства выключение си.пового ключа приводит к выравниванию мощности звеньев стабилизатора и повышению точности стабилизации, а следовательно, и достижению поставленной цели.

Покажем это: где P — средняя мощность, передаваемая звеном за период работы стабилизатора;

А — энергия, передаваемая звеном за период работы стаби.чизатора:

1529200

Т вЂ” длительность периода работы стабилизатора;

Т

А)= i Ь dt (2), 5 где I — — ток силового ключа;

U — на пряже ние на входе ключа.

Из (1) и (2) силового

p T (itJdt (3) 1О

T. е. в предлагаемом способе стабилизации с выхода интегратора снимае.гся сигнал, пропорциональный средней мощности, передаваемой звеном за период работы стабилизатора. Так как сигнал, пропорциональный средней мощности, сравнивается с усиленным сигналом рассогласования, определенному значению сигнала в данный период будет соответствовать определенное значение мощности, одинаковое для всех 20 звеньев, не зависящее от разброса параметров силовых элементов стабилизатора.

Далее (и;(— PI (4), где I!,(— среднее напряжение на нагрузке

25 в течение одного такта.

В переходных режимах, а также при наличии в спектре входного напряжения быстропротекающих возмущений, например высокочастотных пульсаций, которые плохо отрабатываются по цепи обратной связи вследствие инерционности выходных целей стабилизатора и инерционности цепи обратной связи, обусловленной требованиями устойчивости, в силу (4) напряжение на выходе будет инвариантно входному, т. е будет осуществляться дополнительное регулирование выходного напряжения по возмущению.

Таки м ()() p() зим. про.(ë а I асмы и способ 40 стабилизации позволяет повысить точность стабилиза ции, выравнять передаваемую звеньями мощность, улучшить за счет этого качество выходного напряжения и повысить надежность работы стабилизатора.

На чертеже приведена структурная схема многозвенного стабилизатора, реализующего предлагаемый способ стабилизации постоянного напряжения.

Устройство содержит источник I опорного напряжения, усилитель 2 сигнала рассогласования, шину 3 питания, общий провод

4, нагрузку 5, генератор 6 импульсов, распределитель 7 импульсов, ряд идентичных фазовых каналов 8 (звеньев многозвенного стабилизатора), каждый из которых включает в себя датчик 9 тока, аналого- 55 вый перемножитель 10. интегратор 11, силовой ключ 2, узел 13 сравнения, диод 14 и д россе» ь 5.

Генератор 6 импульсов выходом соединен с входом распределителя 7 импульсов. Выходы распределителя 7 импульсов соединены с входами соответствующих интегратора 11 и узла 13 сравнения, соответствующих фазовых каналов 8. Дроссель 15 первым выводом соединен с нагрузкой 5, а вторым через последовательно соединенные силовой ключ 12 и датчик 9 тока — с шиной 3 питания. Диод 14 подключен анодом к общему проводу 4, а катодом — к второму выводу дросселя 15. Датчик 9 тока соединен с первым входом аналогового перемножителя 10, второй вход которого соединен с шиной 3 питания. Выход аналогового перемножителя 10 соединен с входом интегратора 11, последний, в свою очередь, соединен с узлом 13 сравнения.

Второй вывод нагрузки 5 подключен к общему проводу 4, а первый вывод нагрузки 5 соединен с одним входом усилителя 2 сигнала рассогласования. Другой вход усилителя 2 сигнала рассогласования соединен с источником 1 опорного напряжения, а выход усилителя 2 сигнала рассогласования соединен с входом узла 13 сравнения, причем выход последнего соединен с управляющим входом силового ключа 12.

Устройство, реализующее предложенный способ стабилизации, работает следующим образом.

Генератор 6 импульсов синхронизирует работу распределителя 7 импульсов, который воздействуя на синхронизирующий вхо"„узл.а 13 сравнения, определяет момент включения силового ключа 12. Одновременпо пч )у»ьс управ»ения с выхода распреде»п)с»я 7 ичпу II ooH сбрасыва T интегра)о!) l!

Гlри поступлении запускающего импульса управления с выхода распределителя 7 импульсов на вход узла 13 сравнения силовой ключ 12 включается и через датчик 9 тока, ключ 12 и дроссель 15 происходит передача энергии в нагрузку 5 с одновременным накоплением энергии в дросселе 15. С выхода аналогового перемножителя 10, принимающего сигнал с датчика 9 тока и шины 3 литания, снимается сигнал, пропорциональный мгновенному значению мощности, передаваемой силовым ключом 12, который подается на вход интегратора Il.

По мере увеличения энергии, переданной силовым ключом 12, выходной сигнал интегратора 11, пропорциональный энергии, переданной звеном стабилизатора 8, растет и воздействует на один вход узла 13 сравнения. При превышении этим сигналом значения сигнала на выходе усилителя 2 сигнала рассогласования узел 13 сравнения срабатывает и силовой ключ 12 выключается. Ток через силовой ключ 12 прекращается и происходит передача энергии, !

5 накопленной в дросселе IS, в нагрузку 5 через диод !4.

Формула изобретения (.оставитель A. Волкова

Редактор О Спесивых Текред И. Верее Коррсьтор М (амборская

Заказ 76-1! 43 Тираж 788 Подписное

ВНг1ИП11 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Пате«т», г. Ужгород, тл. Гагарина, IOI

Работа всех фазовых каналов 8 происходит идентично, последовательно во времени. Моменты включения силовых ключей !2 фазовых каналов 8 определяются распределителем 7 импульсов, псючередно распределяющим импульсы, поступающие с генератора 6 импульсов на соответствующие элементы фазовых каналов 8.

При изменении по каким-либо причинам напряжения на нагрузке 5 соответствующим образом изменяется напряжение на выходе усилителя 2 сигнала рассогласования и узел !

3 сравнения срабатывает при другом значении энергии, перенесенной током через силовые ключи I2. Тем самым компенсируется изменение напряжения на нагрузке 5.

Применение предложенного способа стабилизации позволяет кроме повышения точности стабилизации увеличить надежность работы стабилизатора за счет более равномерного распределения мощности между звеньями и устранения перегрузки одних и недогрузки других звеньев, а также увеличить надежность работы потребителей за счет повышения прочности стабилизации.

Способ стабилизации постоянного напряжения импульсного многозвенного стабилизатора, заключающийся в том, что управляемые силовые ключи всех звеньев стабилизатора включают последовательно друг за другом с задержкой на время, равное отношению периода работы многозвенного стабилизатора к количеству звеньев, измеряют напряжение на выходе стабилизатора, сравнивают с опорным и полученное напряжение рассогласования усиливают, одновременно с включением измеряют ток силового ключа звена, сигнал, пропорциональный току, интегрируют, причем интегрирование в каждом звене начинают с нулевого уровня, результат интегрирования сравнивают с усиленным сигналом рассогласования и по достижении их равенства силовой ключ звена выключают, отличаю20 и4ийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации и надежности работы за счет улучшения выравнивания мощности, передаваемой звеньями стабилизатора, сигнал, пропорциональный току силового ключа, перед интегрированием умножают на сигнал, пропорциональный напряжению на входе силового ключа звена.