Стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения в динамическом режиме. В установившемся режиме работы стабилизации входного напряжения осуществления периодической коммутацией первого регулирующего элемента 1, включенного на входе индуктивно емкостного фильтра 3 с замыкающим диодом 4, сигнал рассогласования, получаемый путем сравнения эталонного напряжения источника 12 и напряжения делителя 13 выходного напряжения, контролируется двумя гистерезисными компараторами 11 и 14. При уменьшении выходного напряжения, вызванном увеличением тока нагрузки параллельно основной цепи регулирования через силовой ключ 16, управляемый первым гистерезисным компаратором 11, подключается второй регулирующий элемент 2, образующий вместе с усилителем 9 сигнала рассогласования непрерывный стабилизатор. Первый регулирующий элемент 1 при этом полностью открыт. При увеличении выходного напряжения, вызванном уменьшением тока нагрузки, гистерезисный компаратор 14 через второй силовой ключ 16 подключает второй регулирующий элемент 2 параллельно выходным выводом. Проводимость второго регулирующего элемента изменяется под действием усилителя 10 сигнала рассогласования так, чтобы поддерживать выходное напряжение на заданном уровне. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 05 Г 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 l ) 4427683/24-07 (22) 19, 05. 88 (46) 07.02.90. Бюл. Л" 5 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (72) Б. П. Исаков, t1. В. 1:апитонов, 10,U. Соколов и Н.И. Лсюкевич (53) 621.316. 722. 1 (088.8) (г5б) Авторское свидетельство СССР !! 506837, кл.. С 05 Г 1/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

11" 1128232,кл. G 05 F 1/56, 1984. (54) СТАБИЛ11ЗАТОР ПОСТОЛННОГО НАПРЯИЕ11ИЛ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения в динамическом режиме. В установившемся режиме рабо" ты стабилизации входного напряжения осуществления периодической коммутацией первого регулирующего элемента 1, включенного на входе индуктивно емкостного фильтра 3 с замыкающим диодом 4, сигнал рассогласования, полу»SU» 1541574 А 1

2 чаемый путем сравнения эталонного напряжения источника 12 и напряжения делителя 13 выходного напряжения, контролируется двумя гистерезисными компараторами ll и 14. При уменьшении выходного напряжения, вызванном увеличением тока нагрузки параллельно основной цепи регулирования через силовой ключ lб управляемый первым резисным компаратором 11, подключается второй регулирующий элемент 2, образующий вместе с усилителем 9 сигнала рассогласования непрерывный стабилизатор. Первый регулирующий элемент 1 при этом полностью открыт. При увеличении выходного напряжения, вызванном уменьшением тока нагрузки, гистерезис„Ж ммй комоаратор 1а марра второй смоо- (/! вой ключ 16 подключает второй регулирующий элемент 2 параллельно выход- С ным выводам. Проводимость второго регулирующего элемента изменяется под 2 действием усилителя 10 сигнала рассогласования так, чтобы поддерживать выходное напряжение на заданном уровне.

1 ил, V

Ф вй

1 <41 <74

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичных источников питания.

Цель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения в динамическом режиме.

Па чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизато- 10 ра постоянного напряжения, Стабилизатор постоянного напряжения содержит первый 1 и второй 2 регулирующий элементы, DLC-силовой фильтр 3, содержащий диод 4, индуктивность 5 и . конденсатор 6, первый компаратор 7, генератор 8 пилообразного напряжения, первый 9 и второй 10 усилители сигнала рассогласования, первый гистерезисный компаратор 11, источник 12 опор- 20 ного напряжения, делитель 13 выходного напряжения, второй гистерезисный компаратор 14 и первый и второй силовые ключи 1 г и 16.

Первый регулирующий элемент 1 подключен силовым входом к входной шине, а силовым выходом через DLC-силовой фильтр 3 - к выходной шине устройства, силовому выходу второго регулирующего элемента 2 и входу делителя 13 выходного напряжения ° Выход генератора 8 пилообразного напряжения соединен с инвертируащим входом компаратора 7. Выход компаратора подключен к управляющему входу первого регулирую35 щего элемента 1, а его неинвертирую- щий вход - к выходу первого усилителя 9 сигнала рассогласования, неинвертируюций вход которого соединен с вы- 40 ходом источника 12 опорного напряжения, первыми входами первого 11 и второго 14 гистерезисных компараторов и первым входом второго усилителя 10 сигнала рассогласования. Инвертирующий вход с первого усилителя сигнала рассогласования соединен с выходом делителя 13 выходного напряжения, вторыми входами первого 11 и второго

14 гистереэисных компараторов и BTQ

50 рым входом второго усилителя 10 сигнала рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу второго регулирующего элемента 2. Выход первого гистерезисного компаратора 11

55 соединен с входом стробирования и управляющим входом первого силового ключа 15. Выход второго компаратора 14 подключен к управляющему входу второго силового ключа 16 и входам сТр06М» рования первого 9 и второго 10 усилителей сигнала рассогласования; силовой вход второго регулирующего элемента 2 через первый силовой ключ 15 подключен к входной шине устройства, а через второй силовой ключ t6 к общей шине устройства. Выход первого усилителя 9 сигнала рассогласования обьединен с выходом второго усилителя 10 сигнала рассогласования.

Стабилизатор работает следующим образом, Стабилизация выходного напряжения в установившемся режиме работы осуще" ствляется за счет действия основного контура обратной связи: делитель 13 выходного напряжения, первый усилитель

9 сигнала рассогласования, стробируемый компаратор 7, импульсный регулирующий элемент 1. В динамическом режиме работы при скачкообразном уменьшении сопротивления нагрузки выходное напряжение уменьшается и равенство напряжений на входах первого гистерезисного компаратора 11 нарушается.

Компаратор срабатывает, что приводит к появлению на входе стробирования компаратора 7 сигнала отключения, на управляющем входе первого силового ключа 1 — сигнала включения. В результате на выходе.компаратора 7 устанавливается напряжение, необходимое для насыцения импульсного регулирующего элемента 1, а номинальное выходное напряжение стабилизатора поддерживается непрерывным стабилизатором (усилитель 9 сигнала рассогласования, регулируюций элемент 2) за счет действия вспомогательной цепи отрицательной обратной связи: выход делителя 13, инвертирующий вход усилителя 9 сигнала. рассогласования, непрерывный регулирующий элемент 2 — ИОП-транзистор, включенный по схеме истокового повторителя. Этот непрерывный стабилизатор напряжения находится в рабочем режиме до тех пор, пока ток s дросселе не возрастает до величины, необходимой для поддержания номинального выходного напряжения. Дальнейшее увеличение тока приводит к повышению выходного напряжения и нарушается равенство напряжений на входах гистерезисного компаратора 11. Последний срабатывает, изменяет свое состояние на выходе, включает компаратор 7 и отключает силовой ключ 1 . Переходный процесс за5

1 г канчивается и стабйлизатор возвращается в установившийся режим работы, При скачкообразном увеличении сопротивлений нагрузки выходное напряжение увеличивается и равенство напряжений на входах гистерезисного компаратора 14 наруыается. Еомпаратор срабатывает. Это приводит к появлению на входе стробирования усилителя g .сигнала рассогласования сигнала отключения,, на входе стробирования усилителя 10 и управляющем входе силового ключа 16 - напряжения включения, 0 результате номинальное выходйое напряжение стабилизатора поддерживается непрерывным стабилизатором (усилитель 10 сигнала рассогласования, регулируюций элемент 2) за счет действия цепи отрицательной обратной связи: выход делителя 13, неинвертирующий вход усилителя 10, непрерыв-!

íûé регулирующий элемент 2 — МОПтранзистор, включенный по схеме с общим истоком. Этот непрерывный стабили затор находится в рабочем режиме до тех пор, пока ток в дросселе 5. не сни зится до величины, необходимой для поддержания номинального выходного напряжения. Дальнейшее уменьыение тока приводит к снижению выходного напряжения и наруыает равенство .напряжений на входах гистерезисного компаратора 14, Последний срабатывает, изменяет свое состояние на выходе, отключает усилитель 10 и силовой ключ 1б и включает усилитель 9. Переходный процесс заканчивается и стабилизатор возвращается в установившийся режим работы.

Формула и зобрет ения

Стабилизатор постоянного напряжения, содержащий первый и второй регулирующий элементы, DLC-синовой фильтр компаратор, генератор пилообразного напряжения, первый и второй усилители сигнала рассогласования, первый гистерезисный компаратор, источник опорного напряжения и делитель выходного напряжения, причем первый регу" пирующий элемент подключен силовым входом к входному выводу, а силовым выходом через DLC-силовой фильтр

41,У4

6 к выходному выводу, силовому выходу второго регулирующего элемента и первому входу делителя выходного напряжения, выход генератора пилообразного напряжения соединен с инвертирующим входом компаратора, выход которого подключен к управляющему входу первого регулируюцего элемента, неинвертирующий вход компаратора подсоединен к выходу первого усилителя сигнала рассогласования, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, первым входом первого гистерезисного компаратора и первым входом второго усилителя сигнала рассогласования, а инвертирующий вход подключен к выходу делителя выходного напряжения, второму входу первого гистерезисного компаратора и второму входу второго усилителя сигнала рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу второго регулируюцего элемента, выход первого гистерезисного компаратора соединен с входом стробирования компаратора, второй вход делителя выходного напряжения соединен с обцей шиной, второй усилитель сигнала рассогласоЗР вания снабжен входом стробирования, отличающийся тем, что, с целью повыыения стабильности выходно. го напряжения в динамическом Режиме. в него введены второй гистерезисный компаРатор, первый и второй силовые ключи, а первый усилитель сигнала рассогласования снабжен входом стробированил, причем первый вход второго гистерезисного компаратора подключен

40 к источнику опорного напряжения, второй вход подсоединен к выходу делителя выходного напряжения, а выход подключен к управляющему входу второго силового ключа и входам стробирования

45 первого и второго усилителей сигнала рассогласования, силовой вход второго регулирующего элемента через первый силовой ключ подключен к входному выводу, а через второй. силовой ключ — к

gp обцей шине, выход первого гистерезисного компаратора соединен с управляющим входом первого силового ключа, выход первого усилителя сигнала рассогласования - с выходом второго усилителя сигнала рассогласования.