Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании вторичных источников электропитания напряжением постоянного тока. Целью изобретения является упрощение стабилизатора. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит N преобразовательных ячеек 1, включенных последовательно по входу и параллельно по выходу, и цепочку из N последовательно соединенных резисторов 13, подключенных к входным выводам. N-я преобразовательная ячейка 1 охвачена обратной связью и работает в режиме стабилизации выходного напряжения. Остальные ячейки 1 управляются напряжением на соответствующих резисторах 13 указанной цепочки и работают в режиме выравнивания напряжения на входах преобразовательных ячеек 1, обеспечивая равенство передаваемой ими мощности. Описанная структура организована по принципу ведущая - ведомая ячейка. Упрощение стабилизатора достигается путем обеспечения управления всеми ячейками 1 без применения сложных цепей передачи сигналов управления с элементами гальванической развязки, а также контуров дополнительных обратных связей для выравнивания нагрузки ячеек. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 !

I г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4490584/24-07 (22) 06. 10„88 (46) 30.12.90. Бюл. Н- 48 (72) N.Í. Аравин, P. 3. Бураканов, А.П. Хахов и И.11. Хасанов (53) 621.316 „722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 794623, кл. G 05 F 1/56, 1979.

Ав=орское свидетельство СССР

У 551623, кл. С 05 F 1/46, 1975. (54) ИМПУЛЬСНО СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании вторичных источников электропитания напряжением постоянного тока.

Целью изобретения является упрощение стабилизатора. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит

N преобразовательных ячеек 1,,включенных последовательно по входу и параллельно по выходу, и цепочку иэ Х

„„Я0„„1617418 . А 1 щ) 5 G 05 F 1/56 Н 02 М 3/335

2 последовательно соединенных резисторов 13, подключенных к входным выводам. N-я преобразовательная ячейка охвачена обратной связью и работает в режиме стабилизации выходного напряжения. Остальные ячейки 1 управляются напряжением на соответствующих резисторах 13 указанной цепочки и работают в режиме выравнивания напряжения на входах преобразовательных ячеек 1, обеспечивая равенство передаваемой ими мощности, Описанная структура организована по принципу ведущая — ведомая ячейка. Упрощение стабилизатора достигается путем обеспечения управления всеми ячейками 1 без применения сложных цепей передачи сигналов управления с элементами гальванической развязки, а также контуров дополнительных обратных связей для выравнивания нагрузки ячеек. 1 ил.

1617418

Изобретение относится к электро- технике и может быть применено при создании импульсных вторичных источников электропитания напряжением

5 постоянного тока.

Цель изобретения — упрощение импульсного стабилизатора постоянного напряжения .

На чертеже показана структурная

„хема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит N преобразовательных ячеек 1, входами включенных последовательно между входными выводами 2 импульсного стабилизатора, а выходами — параллельно конденсатору 3 сглаживающего фильтра и выходным выводам 4 стабилизатора, к которым подключается нагрузка. Стабилизатор содержит также усилитель 5 обратной связи, входами соединенный с выходными выводами 4 стабилизатора и источником 6 опорного напряжения. Каждан преобразовательная ячейка 1 включает в себя последовательно включенные между входными выводами преобразовательной ячейки 1 силовой ключ 7 и многообмоточный дроссель 8, силовой диод

9, соединенный с дросселем 8 и выходом преобразовательной ячейки 1, широтно-импульсный модулятор 10, выхо35 дом соединенный с управляющим входом силового ключа 7, а синхронизирующим входом — с выходом задающего генератора 11, блокировочный конденса-, тор 12, включенный между входными выводами преобразовательной ячейки 1, N последовательно включенных резисторов 13 равного сопротивления, включенных между входными выводами импульсного стабилизатора ° Точки сое- 45 динения между собой резисторов 13 подключены к первым выводам управляюющих входов широтно-импульсных модуляторов 10 соответствующих первых (N-1) преобразовательных ячеек 1, вторые

50 выводы управляющих входов широтноимпульсных модуляторов 10 соединены с соответствующими точками соединения входных выводов преобразовательных ячеек 1 между собой„Выводы управляющего входа широтно-импульсного

55 модулятора 10 N-й преобразовательной ячейки 1 соединены с выходом усилителя 5 обратной связи, Импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

При подаче напряжения питания начинают работать задающие генераторы

11 преобразовательных ячеек 1 и запускают широтно-импульсные модуляторы 10, которые обеспечивают периодическое включение и выключение силовых ключей 7, накопление энергии в дросселях 8 и передачу ее через диоды 9, сглаживающий фильтр 3 на выходные выводы 4 и в нагрузку. При этом каждый из широтно-импульсных модуляторов 10 управляет скважностью генерируемых им импульсов так, что напряжение на втором выводе управляющего входа модуляторов 10 приближается к напряжению на первом выводе и, следовательно, напряжения в точках соединения преобразовательных ячеек приближаются к напряжениям в точках соединения резисторов 13, а напряжение питания каждой преобразовательной ячейки 1 близко к (1/N)-й части входного напряжения питания импульсного стабилизатора. Устанавливается режим равномерной нагрузки всех ячеек 1, Величина выходного напряжения стабилизатора сравнивается с заданным значением, определяемым источником 6 опорного напряжения, а результат сравнения в виде сигнала рассогласования усиливается усилителем 5 обратной связи и подается на вход широтно-импульсного модулятора 10 N-й преобразовательной ячейки 1.

Возмушение выходного напряжения приводит к изменению скважности работы ключа 7 N-й ячейки и величины тока через этот ключ и соответствующий дроссель 8. Возникшая при этом разность токов N-й и (N-1)-й ячеек 1 протекает через блокировочный конденсатор 12 N-й ячейки 1, который предназначен для протекания переменной составляющей тока силового ключа 7 и дросселя 8 и является традиционным элементом во всех видах импульсных стабилизаторов постоянного напряжения, При этом происходит разряд или заряд конденсатора 12 N-й ячейки 1.

Названная разность токов приводит к изменению напряжения на конденсаторе

12 N-й пр еобра зоват ел ьной ячейки 1 и изменение напряжения в точке соединения N-й и (N-1)-й ячеек 1 относительно точки соединения N-ro и (N-1)1617418

15

Импульсный стабилизатор посто35 янного напряжения, содержащий N преобразовательных ячеек, входами включенных последовательно межцу входньпж выводами, а выходами — к выходным вы40 водам, к которым подключен конденсатор, сглаживающего фильтра, усилитель об-, ратной связи, входами соединенный с выходными выводами и источником опорного напряжения, причем каждая преоб45 разовательная .ячейка включает в себя многообмоточный дроссель, одна из обмоток которого через силовой ключ подключена к входу, а другая обмотка через силовой диод — к выходу преобразовательной ячейки, широтноимпульсный модулятор, выходом соединенный с управляющим входом силового ключа, а синхрониэирующим входом — с выходом задающего генератора, о т55 личающийся тем что сцеФ ° лью упрощения, в него введены N последовательно соединенных резисторов равного сопротивления, включенных го резисторов 13 и появлению сигнала между выводами управляющего входа широтно-импульсного модулятора 10 (N-1) -й ячейки 1, изменяющего скважность переключения силового ключа 7 этой ячейки, а также аналогично и всех остальных. В результате восстанавливается значение выходного напряжения и равенство напряжений между входами всех преобразовательных ячеек 1.

Таким образом, все преобразовательные ячейки 1 работают с равными входными напряжениями, а поскольку через все ячейки 1 течет один и тот же ток, то все ячейки передают в нагрузку одинаковую мощность.

Предлагаемая структура импульсного стабилизатора постоянного напряжения организована по принципу: ведущая ячейка-вецомые ячейки, поэтому в ней отсутствует необходимость управления цепью обратной связи по выходному напряжению каждой преобразовательной ячейки, Управляется только одна ячейка и поэтому достаоочно одного выхода усилителя обратной связи, гальванически не связанного с его входами, для обеспечения работоспособности стабилизатора с произвольным числом преобразовательных ячеек и выходом, не связанным гальванически с входом. Если не требуется гальванической развязки входа стабилизатора от его выхода, усилитель обратной связи также может не иметь такой развязки, Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает управление произвольным числом последовательно соединенных преобразовательных ячеек и устраняет трудности в передаче сигналов управления ячейкам, находящимся под различными потенциалами относительно источника таких сигналов. При этом решается задача выравнивания напряжения на входах отдельных ячеек, обеспечивается возможность организации многофазной работы ячеек, что существенно

I повышает удельные показатели стабилизатора и улучшает спектральный состав входного и выходного токов.

Практическая реализация предлагаемого импульсного стабилизатора постоянногоо напряжения ока зыва ется достаточно простой: исключаются цепи управления каждой ячейкой в отдельности, которые должны содержать или оптроны или разделительные трансформаторы с необходимыми элементами для согласования уровней сигналов, отпадает необходимость в специальных контурах регулирования для равномерной нагрузки всех преобразовательных ячеек, Предлагаемое техническое решение дает возможность практической реализации многоячейковых импульсных стабилизаторов постоянного напряжения с последовательным соединением произвольного числа ячеек. При этом обеспечивается управление всеми ячейками без применения сложных цепей передачи сигналов управления с элементами гальванической развязки, а также контуров дополнительных обратных связей для выравнивания нагрузки ячеек, Все ячейки предлагаемого стабилизатора одинаковы и могут быть унифицированы и взаимозаменяемы. допускается построение стабилизаторов на разные значения входного напряжения путем изменения числа установленных ячеек. Возможно также и последовательное соединение выходов ячеек с целью увеличения выходного напряжения „

Формула из о бр ет ения между входная выводами, причем точСоставитель А. Волкова

Техред М.Дидык Корректор M- Самборская

P еда кт ор Л . Пчоли нс кая

Заказ 4118 Тира к 655 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

7 161741

Ф ки соединения резисторов мемду собой подключены соответственно к первым выводам управляющих входов широтноимпульсных модуляторов первых (0-1) преобразовательных ячеек, вторые выводы управляющих входов широтно-импульсных модуляторов соединены с соответствующими точкаии соединения входных выводов преобразовательных ячеек мелду собой, а выводы управляющего входа широтно-иипульсного модулятора К-й преобразовательной ячейки соединены с выходными выводами усилителя обратной связи, один иэ которых соединен с одним из входных выводов и общей ияной, при этом камдая преобразовательная ячейка снабжена блокировочным конденсаторои, включенным между ее входныьм выводаии.