Ключевой стабилизатор напряжения

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности. На входе первого весового сумматора 3 складываются опорное напряжение, импульсное напряжение с выхода ключевого усилителя 6 и напряжение первой интегрирующей цепи 1. Сумма этих напряжений интегрируется второй интегрирующей цепью 2 и сравнивается с порогом срабатывания компаратора 5, обладающего гистирезисом. На выходе компаратора 5 формируется последовательность прямоугольных импульсов, полученная из условия равенства за период интегралов от опорного и импульсного напряжений ключевого усилителя 6. Сигнал с датчика тока 9, пропорциональный входному току ключевого усилителя 6, фиксируется от импульсных составляющих дополнительным фильтром 8. Максимальное значение напряжения дополнительного фильтра, выделенное пиковым детектором 11, сравнивается с порогом срабатывания порогового устройства 12. При превышении входным током ключевого усилителя 6 заданного значения управляемый 13 и неуправляемый 14 ключи по сигналу порогового устройства 12 разрежают интегрирующие цепи 1 и 2, что приводит к запиранию ключевого усилителя 6. После выключения порогового устройства 12 начинается плавное увеличение выходного напряжения первой интегрирующей цепи 1, что обеспечивает плавное нарастание тока ключевого усилителя 6. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 G 05 F 1/56

}"

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/ (21) 4438741/24-07 (22) 10.06.88 (46) 30.01.90. Бюл. 9 4 (72) А.А.Анексанян, В.А.Александров, В.А.Галахов и В.Н.Плюснин (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1008899, кл. G 05 F 1/56 ° 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1022306, кл. G 05 F 1/56, 1982. (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повьппение надежности. На входе первого весового сумматора 3 складываются опорное напряжение, импульсное напряжение с выхода ключевого усилителя 6 и напряжение первой интегрирующей цепи 1. Сумма этих напряжений интегрируется второй интегрирующей цепью 2 и сравнивается с порогом срабатывания компаратора 5, обладающего гистерезисом, На выходе компаратора 5 формируется последова2 тельность прямоугольных импульсов, полученная из условия равенства за период интегралов от опорного и импульсного напряжений ключевого усилителя 6. Сигнал с датчика 9 тока, пропроциональный входному току ключевого усилителя 6, фиксируется от импульсных составляющих дополнительным фильтром 8. Максимальное значение напряжения дополнительного фильтра, выделенное пиковым детектором )1, сравнивается с порогом срабатывания порогового устройства 12. При превы" шенин входным током ключевого усилителя 6 заданного значения управляемый 13 и неуправляемый 14 ключи по сигналу порогового устройства 12 разрежают интегрирующие цепи 1 и 2, что приводит к запиранию ключевого усилителя 6. После выключения порогового устройства 12 йачинается плавное увеличение выходного напряжения первой интегрирующей цепи 1, что обеспечива. ет плавное нарастание тока ключевого усилителя 6. 3 пл.

1539746

11эобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в радиотехнических устройствах большой и средней мощности в качестве вторичных источников электропитания.

Цель изобретения — повышение надежHОсти, На фиг.1 приведена структурная схема ключевого стабилизатора напряжения;10 на фиг.2 — функциональная схема ключевого стабилизатора напряжения; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие его работу. . \

Ключевой стабилизатор напряжения содержит интегрирующие цепи 1 и 2, весовые сумматоры 3 и 4, компаратор

5, ключевой усилитель 6,.фильтры 7 и

8 нижних частот, датчик 9 тока, источник 10 электропитания, пиковый 20 детектор 11, пороговое устройство 12, управляемый 13 и неуправляемый 14 ключи, На фиг.3 представлены диаграммы напряжений на выходе интегрирующей 25 цепи 1 11„, импульсного сигнала обратной связи U, выходные сигналы ос весового сумматора 4 U< < и U< » приведенные к инвесрному и прямому входам компаратора 5, импульсное напряжение U на выходе ключевого усилителя 6 и его выходной ток I,напряжение U на выходе датчика 9 тока, напряжение 11« на выходе пикового детектора 11, порог срабатывания Б порогового устройства 12 и

Пор его выхоДное напряжение U«.

Выполнение блоков предлагаемого устройства приведено на функциональной схеме (фиг.2).

Первый весовой сумматор ключевого стабилизатора напряжения двумя входами соединен с выходом блока опорного напряжения и выходом первой интегри1 рующей цепи 1, вход которой также соединен с выходом блока опорного напряжения, третий вход первого весового сумматора 3 подключен к выходу ключевого усилителя 6 и входу основного фильтра 7 нижних частот

50 (ФНЧ), выход которого подключен к выходному выводу ключевого стабилизатора напряжения, Выход первого весового сумматора 3 через последовательно соединенные вторую интегрирующую цепь 2 и второй весовой сумматор 4 подключен к входу компаратора 5. Выход последнего соединен с управляющим входом ключевого усилителя 6 и вторым входом второго весового сумматора 4. силовой вход ключевого усилителя 6 через датчик 9 тока подключен к входному выводу ключевого стабилизатора напряжения.

Выход датчика 9 тока через последова.тельно соединенные ФНЧ 8, пиковый детектор 11 и пороговое устройство 12 подключен к входам управляемого 13 и неуправляемого .14 ключей. Выход управляемого ключа 13 соединен с выходом первой интегрирующей цепи 1, а выход неуправляемого ключа 14 - c выходом второй интегрирующей цепи 2.

Ключевой стабилизатор напряжения работает следующим образом.

В установившемся режиме при выходном токе ключевого усилителя 6; не превышающем максимально допустимого значения, в устройстве реализуется режим стабилизации выходного напряже-, ния. При этом выходное напряжение U интегрирующей цепи 1 равно опорному напряжению. Интегрирующая цепь 2 интегрирует суммарное напряжение, поступающее на его входы с выходов весового сумматора 3, и формирует на входах сумматора 4 пилообразное напряжение U > в результате сравнения которого с порогами срабатывания компаратора 5 он переключается, Широтномодулированные импульсы с выхода компаратора 5 усиливаются по мощности ключевым усилителем 6, полезные низкочастотные составляющие выходного напряжения которого выделяются ФНЧ 7 на нагрузке.

Импульсное напряжение ключевого усилителя 6 через весовой сумматор

3 поступает на вход интегрирующей цепи 2. В результате импульсная последовательность формируется компаратором 5 из условия равенства среднего значения импульсного сигнала обратное связи и опорного напряжения, что является достаточным условием стабильности выходного низкочастотного напряжения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается высокая стабильность выходного напряжения при изменении напряжения источника питания в широких пределах, I

В аварийном режиме работы, что имеет место при токовой перегрузке в начальный момент включения либо при перегрузке устройства в ходе работы, выходное напряжение . датчика 9 тока, поступающее через

5 1539746 б

ФНЧ 8 и пиковый детектор 11 на вход осуществляется без токовых перегру.порогового устройства 12, превышает эок ключевого усилителя 6. его порог срабатывания, Срабатывание ф о р м у л а и з о б р е т е н и я порогового устройства 12 приводит к Ключевой стабилизатор напряжения, 5 формиров анию имп упь сного напряжения содержащий первый весовой сумматор, U на входах неуправляемого 14 и (2 первый вход которого подключен к выхоуправляемого 13 ключей, При этом на- ду блока опорного напряжения, а выход пряжение U поступает через не1 2. соединен с входом первого интегрируюуправляемый ключ 14 на выход интегри- !0 щей звена, а также пороговый узел, рующей цепи 2, обеспечивая ее быстрый компаратор, второе интегрирующее разряд до нижнего порога срабатывания звено, неуправляемый ключ и ключевой компаратора 5. Последний отключается, усилитель, выход которого подключен чем достигается отключение ключевого к второму входу первого весового сумусилителя б. Одновременно импульсное !5 матора и через основной фильтр нижних напряжение U включает управляемый частот к выходному выводу, о т л и— ключ 13, который шунтирует выход ин- ч а ю шийся тем, что, с целью тегрирующей цепи 1 и обеспечивает ее повышения надежности, в него введены разряд. В этом состоянии устройства второй весовой сумматор, управляемый на вход интегрирующей цепи 2 поступа- 20 ключ, пиковый детектор, дополнительет напряжение, обеспечивающее дальней- ный фильтр нижних частот и датчик шее уменьшение выходного напряжения тока, а первый весовой сумматор снаб0 2 до уровня U „° жен третьим входом, причем датчик гоПри отключенном транзисторе ключе- ка включен между входным выводом и вого усилителя б era выходной ток 25 силовым входом ключевого усилителя, спадает, что приводит к уменьшению выход датчика тока через последованапряжения на выходе пикового детек- тельно соединенные дополнительный тора 11 ниже порога срабатывания по- фильтр нижних частот, пиковый детекрогового устройства !2, которое пе— тор и пороговый узел соединен с вхореходит в исходное состояние и запи- Зр дами неуправляемого и управляемого рает управляемый ключ 13. Это приво- ключей, подключенных выходами соотдит к медленному нарастанию выходного ветственно, к выходам первого и втонапряжения интегрирующей цепи 1, ко- рого интегрирующих звеньев, первое торое поступает через весовой сумма- из которых выходом подключено к вхотор 3 на вход интегрирующей цепи 2. ду второго весового сумматора, соеди. При U ) U. включается компаратор 5, ненного выходом с входом компаратора, формируя на своем выходе импульсное а другим входом — с выходом компаранапряжение, модулированное в соответ- тора, вход второго интегрирующего ствии с напряжением U <.-U Посколь- звена подключен к выходу блока опорку нарастание напряжения осуществля- 4р ного напряжения, а его выход соедиется с постоянной времени, превышаю- нен с третьим входом первого весовощей постоянную времени фильтра 7, то ro сумматора, выход компаратора подзаряд емкостного накопителя ФНЧ 7 ключен к управляющему входу ключевого медленно изменяющимся напряжением усилителя.

1539746

Фис 1

Составитель Ю.Опадчий

Техред II.Îëèéíûê Корректор Н.Король

Редактор М,Петрова

Заказ 218 Тираж 640 Подписное

ЭНИИПИ 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