Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения

Авторы патента:

G05F1/613 - с использованием в качестве оконечных управляющих устройств полупроводниковых приборов, соединенных параллельно с нагрузкой

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры и средств связи. Целью изобретения является повышение надежности и расширение области использования за счет снижения пусковых токов, обеспечения устойчивого и ллавного включения в широком диапазоне входных и выходных напряжений. Устройство выполнено по схеме с параллельным регулирующим элементом 3, умножителем 6 напряжения, подключенным к коммутирующему диоду 4. Управление регулирующим элементом 3 производится при помощи мультивибратора 19, на управляющие входы которого подаются сигналы с выхода дифференциального усилителя 13. На период включения стабилизатора мультивибратор 19 при помощи ключевых каскадов 17, 18 отключается от дифференциального усилителя 13, что обеспечивает устойчивое и плавное включение стабилизатора, исключает токовые перегрузки его элементов. 3 ил. i (Л С

„„SU „1654802

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

ВО Я 2 вЂ” вЂ” Е2 Ы2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4639 783/07 (22) 19.01.89 (46) 07.06.91, Бюл. - 21 (72) С.Н. Поляков (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Ромаш Э.M., М.: Радио и связь, 1981, с. 134, рис . 7-18.

Обмен опытом в радиопромышленности, M.: НИИЭИР, вып.7, 1976, с. 71. (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

С ПОВЫШЕНИЕМ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры и средств связи. Целью изобретения является повышение надежности и расширение области использования за счет снижения пусковых токов, обеспечения устойчивого и плавного включения в широком диапазоне входных и выходных напряжений. Устройство выполнено по схеме с параллельным регулирующим элементом 3, умножитепем

6 напряжения, подключенным к коммутирующему диоду 4. Управление регулирующим элементом 3 производится при помощи мультивибратора 19, на управляющие входы которого подаются сигналы с выхода дифференциального усилителя

f3, На период включения стабилизатора мультивибратор 19 при помощи ключевых каскадов 17, 18 отключается от дифференциального усилителя 13, что обеспечивает устойчивое и плавное включение стабилизатора, исключает токовые перегрузки его элементов.

3 ил.

1654802

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах электропитания радиоаппаратуры, средств связи.

Цел ь из обр ет ения вЂ” повышение надежности и расширение области применения за счет снижения пусковых токов, обеспечения устойчивого и плавного включения в широком диапазоне изменения входных и выходных напряжений.

На фиг.1 представлена структурная схема ключевого стабилизатора напряжения (КСН); на фиг .2 вЂ” один из вариантов выполнения КСН; на фиг .3 процесс вхождения устройства в рабочий режим.

Стабилизатор (фиг. 1) содержит входной фильтр 1, накопитальный дрос- 20 сель 2, регулирующий элемент 3, коммутирующий диод 4, фильтрующий конденсатор 5, умножитель 6 напряжения, подключенный к коммутирующему диоду 4, первый токоограничивающий резистор 7, 25 коммутирующий каскад 8, подключенный выходом к управляющему входу регулирующего элемента 3, второй токоограничивающий резистор 9, подключенный между выходом узла 10 и управляющим входом коммутирующего каскада 8, инвертор 11, подключенный между выходом узла 10 и входом времязадающей цели 12, дифференциальный усилитель

13, составленный из транзисторного каскада. 14, источника 15 опорного

35 напряжения и делителя 1б выходного напряжения, первый ключевой каскад 17, подключенный между общей шиной и источником 15 опорного напряжения, второй ключевой каскад 18, подключенный между общей шиной и делителем 16 выходного напряжения, управляемый мультивибратор 19, входы которого подключены к транзисторному каскаду 14 дифференциального усилителя

13, выходной фильтр 20, включенный между выходом умножителя 6 напряжения и выходным выводом, вспомогательный источник 21 питания и гасящий ре50 зистор 22.

Работа стабилизатора пояснена временными диаграммами на фиг.3 ° При поступлении на вход фильтра 1 входного напряжения U (фиг.За) вспомогательный источник 21 формирует напряжение, поступающее для питания узла 10 задержки и инвертора 11. При этом от момента подачи входного напряжения до момента t» нарастания напряжения на элементах узла 10 задержки до порогового значения в интервале времени С вЂ” t пропорциональном постоянной времени узла 10 задержки, на его выходе формируется напряжение логической единицы, поступающее через второй токоограничительный резистор 9 на вход коммутирующего каскада 8, открывая его. Таким образом, регулирующий элемент 3 в это время (to вЂ” t1) будет закрыт, напряжение U на коллекторе регулирующего элемента 3 равняется U „. Закрывание регулирующего элемента 3 с момента поступления напряжения вызвано необходимостью предотвращения его открывания на время, обусловленное временем вхождения мультивибратора 19 в нормальный автоколебатальный режим в момент запуска (фиг.Зб), тем самым исключаются токовые перегрузки входных элементов, а также устройств первичного питания.

Инвертор 11 с момента времени формирует на его выходе напряжение логического нуля, следовательно, на входы ключевых каскадов 17 и 18 напряжение не подается, в результате каскады 17 и 18 будут закрыты, обесточивая тем самым управляющие цепи мультивибратора 19, т,е. на время запуска дифференциальный усилитель

13 отключается ow мультивибратора 19 по управляющим связям, генерирование мультивибратора 19 происходит на низкой частоте с периодом колеба ния Тд с большой скважностью. Напряжение По,мна коллекторе левого плеча мультивибратора показано на фиг.Зб.

Следовательно, за интервал t o вЂ” t

Hp оизводится подготовка мультивибратора 19 к запуску регулирующего элемента 3 (фиг.Зв) . Импульсы, поступающие с мультивибратора t9 на каскад 8, не изменяют его состояния и состояние регулирующего элемента 3 (фиг.Зв) в указанном интервале времени.

Поэтому выходное напряжение Usb,„ñòàáèлизатора в данном интервале равно U а1 (фиг.Зг) . На диаграмме (фиг.Зд) показано изменение тока потребления Io.

Скачок пускового тока I â первый момент обусловлен зарядом входных конденсаторов, далее до t обусловлен только сопротивлением нагрузки и вывЂ” ходным напряжением Пвык

16548

11ри достижении напряжения на входе узла 10 задержки порогового уровня в момент времени t, на его выходе Формируется напряжение логического нуля, которое не мешает прохождению импульсов мультивибратора 19 для запуска регулирующего элемента 3, на выходе инвертора 11 вЂ” напряжение логической единицы, которое заряжает конl0 денсатор RC-цепи 12, т. е. открывание каскадов 17 и 18 происходит с задержкой на интервал времени t, вЂ” t<.Òàким образом, мультивибратор 19 продолжает работать на той же низкой час15 тоте с периодом Т с большой скважи ностью до момента времени С (фиг.Зб) .

Соответственно, с момента времени до tZ pery Hpy H элемент 3 начинает переключаться с той же частотой (фиг.Зв), выходное напряжение увеличивается пропорционально частоте и скважности переключения (фиг.Зг).

Скачок пускового тока I<> „ в интерь с вале времени t < вЂ” t (Фиг.Зд) обус- 25 ловлен индуктивным сопротивлением

Х дросселя 2, включенного в это время параллельно питающей сети, и емкостным сопротивлением Х при дозаряде конденсаторов умножителя 6 и выходного фильтра 20. При достижении напряжения на конденсаторе КС-цепи

12 уровня, достаточного для открывания каскадов 17 и 18, источник 15 опорного напряжения и делитель 16 напряжения подключаются к общей шине через открытые ключевые каскады 17 и 18. С этого времени t мультивибраЯ тор 19 переходит в режим автоматического управления с установившейся час 40 тотой переключения, значительно превышающей частоту пускового режима (Т > ((Т„) . .Выходное напряжение с момента t. нарастает до расчетного установившегося значения Ueûó ст, 4 ток потребления плавно переходит в установившееся з нач ени е

Дальнейшая работа стабилизатора является обычной для установившегося режима стабилизаторов работы со схемой управления на мультивибраторе и дифференциальном усилителе.

Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения может быть выполнен, как показано на фиг.2.

Введение отключения дифференциального усилителя от мультивибратора обеспечивает более устойчивое и плав

6 ное Включенъ! е стабилизатора исключaвЂ”ет токовые перегрузки входных силовых элементов и выходных элементов устройств первичного питания.

Ф ор мула и з обр ет ения

Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения, содержащий включенные последовательно входной фильтр, накопительный дроссель и коммутирующий диод, причем вход входного фильтра соединен с входным выводом, регулирующий элемент, включенный между точкой соединения накопительного дросселя и коммутирующего диода и общей шиной, фильтрующий конденсатор, включенный между свободным выводом коммутирующего диода и общей шиной, первый токоограничительный резистор, подключенный одним выводом к точке соединения коммутирующего диода с фильтрующим конденсатором, а другим вЂ” к управляющему выводу регулирующего элемента, коммутирующий каскад, подключенный к управляющему входу регулирующего элемента, управляемый мультивибратор, подключенный выводами питания к выходу входного фильтра, двумя выводами управления вЂ” к выходным выводам дифференциального усилителя, а выходомвЂ” к управляющему входу коммутирующего каскада, умножитель напряжения, подключенный входными выводами к выводам коммутирующего диода, выходным. выводом через выходной фильтр вЂ” к выходному выводу, вспомогательный источник питания, подключенный выводами питания к выходу входного

Фильтра, при этом входы дифференциального усилителя подключены соответственно к выходам источника опорного напряжения и делителя выходного напряжения, о т л и ч а ю щ и йвЂ” с я тем, что, с целью повьппения надежности и расширения области использования путем снижения пусковых токов, обеспечения устойчивого и плавного включения в широком диапазоне изменения входных и выходных напряжений, в него введены узел задержки, инвертор, времязадающая цепь, первый и второй ключевые каскады, второй токоограничительный резистор и гасяший резистор, при этом вход узла задержки подключен к выходу вспомогательного;источ мка. питания, а через

1654802

ФЬг.д

Составитель Е. Финогенов

Редактор В. Данко Техред А.Кравчук Корректор А 06P àð

Заказ 1951 Тираж 473 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 второй токоограйичивающий резисторк управляющему входу коммутирующего каскада, вход инвертора подключен к выходу узла задержки, а выход через времвзадающую цепь - к управляющим входам первого и второго ключевых каскадов, причем силовые выводы первого ключевого каскада подкпючены к первому входному выводу источника опорного напряжения и общей шине, силовые выводы второго кпючевого кас- када подключены к первому входному выводу делителя выходного напряжения и общей шине, а гасящий резистор включен между выходным выводом умножителя напряжения и выводом питания диФФеренциального усилителя, к которому подключены вторые входные выводы источника опорного напряжения и делителя выходного напряжения.

Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения // 1545303

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть применено при разработке импульсных вторичных источников

Прецизионный низковольтный интегральный стабилитрон // 1483442

Изобретение относится к электронной технике

Источник опорного напряжения // 1474621

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения // 1467550

Изобретение относится к области электротехники и может быть исполь- .зовано для построения стабилизированных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры

Стабилизированный источник питания постоянного напряжения // 1429101

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания

Источник эталонного напряжения // 1328810

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в радиоэлектронике, электротехнике и приборостроении

Стабилизированный выпрямитель // 1317423

Изобретение относится к электротехнике , в частности к стабилизированным источникам питания постоянного тока с входным переменным напряжением повьшенной частоты

Импульсный стабилизатор разнополярного напряжения // 1288674

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания устройств с дифференциальной нагрузкой, требующих два разнополярных питающих .напряжения и является vcosepmeHCT- вованием изобретения по авт.св

Стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения // 1285449

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования напряжения и стабилизации

Способ питания нагрузки от солнечной батареи // 2279705

Устройство для обеспечения параллельной работы инверторов // 2412459

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовой преобразовательной технике, а именно для управления автономными инверторами, включенными параллельно на общую нагрузку

Стабилизатор постоянного потребляемого тока // 2025767

Низковольтный стабилизатор постоянного напряжения // 1772798

Импульсный стабилизатор напряжения // 1778755

Способ управления параллельно соединенными модулями источника бесперебойного питания // 2502181

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах бесперебойного питания переменного тока, автоматики и измерительной техники. Технический результат - повышение надежности системы бесперебойного питания с выходом на переменном токе и ее масштабируемости. В способе управления используют одинаковые модули, переключаемые в цепях управления в режим ведущего либо в режим ведомого модуля, при этом в ведущем модуле используют дополнительную обратную связь по току конденсаторов выходных фильтров модулей. При аварии любого из модулей его отключают от нагрузки и первичной электросети, а режим работы каждого модуля, если необходимо, изменяют с помощью переключателей. Для перевода ведомого модуля в режим работы ведущего на его вход подают сигнал, который получают посредством переключения входной цепи с задающего сигнала тока на сигнал напряжения синусоидальной формы, из которого вычитают подключаемый сигнал главной обратной связи по напряжению и суммарный сигнал тока конденсаторов выходных фильтров модулей. Одновременно на общую управляющую шину выходного тока ведущего модуля подключают сигнал тока этого модуля. Дополнительный модуль при вводе в источник бесперебойного питания сначала устанавливают в режим ведущего модуля, затем переводят в режим ведомого. 3 ил.

Способ питания нагрузки от солнечной батареи // 2550360

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного тока с нелинейными параметрами в альтернативных источниках энергии. Технический результат - повышение количества энергии, отбираемой от солнечной батареи, В способе питания нагрузки от солнечной батареи использован преобразователь повышающего типа, в котором коммутацию ключевых элементов осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, измеряют выходную характеристику преобразователя и формируют управляющий сигнал, эквивалентный коэффициенту заполнения силового ключа. 2 ил.

Стабилизатор постоянного напряжения // 2564106

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Технический результат - повышение надежности. Стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий полевой транзистор, затвор которого шунтирован параллельной цепью из обратно включенного первого диода и первого резистора, а сток подключен к точке соединения анода переключающего диода и первого вывода дросселя, второй вывод которого подсоединен к первому входному выводу, соединенному через входной конденсатор со вторым входным выводом, объединенным с истоком регулирующего полевого транзистора и первым выходным выводом, соединенным через выходной конденсатор с точкой соединения катода переключающего диода, второго выходного вывода и первого вывода выходного делителя напряжения, второй вывод которого подсоединен к первому выходному выводу, а средняя точка - к измерительному входу блока управления, общий вывод которого подключен к первому выходному выводу, эмиттерный повторитель, выходной вывод которого подсоединен к первому выводу второго резистора. Особенностью схемы является то, что введен разделительный конденсатор, включенный между вторым выводом второго резистора и затвором полевого транзистора, первый транзистор с нагрузочным резистором в цепи коллектора и дополнительный конденсатор, включенный между выводами коллектора и эмиттера первого транзистора, база которого подключена к выходному выводу блока управления, эмиттер - к первому выходному выводу, а коллектор - к входному выводу эмиттерного повторителя. При этом в предложенном устройстве блок управления, например, может состоять из генератора импульсов, выход которого подключен к входу формирователя пилообразного напряжения и к первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения, а третий вход - к выходу усилителя обратной связи, первый вход которого подсоединен к входному выводу блока управления, а второй вход - к выходу опорного элемента. В рабочем режиме при большой скважности управляющего напряжения на затворе полевого транзистора (малых длительностях отпирающих импульсов) благодаря введению дополнительного конденсатора регулирующий полевой транзистор начинает работать в линейном режиме, ограничивая уменьшение длительности управляющего напряжения, что предотвращает потерю устойчивости регулирования стабилизатором постоянного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Стабилизатор постоянного напряжения // 2628763