Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения

 

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 — — 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 — 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 — 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 — 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 — 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 вы— 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 — напряжение логической единицы, которое заряжает конl0 денсатор RC-цепи 12, т. е. открывание каскадов 17 и 18 происходит с задержкой на интервал времени t, — 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 < — 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

02

6 ное Включенъ! е стабилизатора исключa—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 — 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 — к выходным выводам дифференциального усилителя, а выходом— к управляющему входу коммутирующего каскада, умножитель напряжения, подключенный входными выводами к выводам коммутирующего диода, выходным. выводом через выходной фильтр — 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 й— 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 Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения Ключевой стабилизатор напряжения с повышением выходного напряжения 

 

Похожие патенты:

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

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

Изобретение относится к электронной технике

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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.

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Цель - повышение надежности стабилизатора постоянного напряжения. В устройство, содержащее регулирующий полевой транзистор, переключающий диод, дроссель, вывод которого подсоединен к входному выводу, конденсатор входного фильтра, конденсатор выходного фильтра, выходной делитель напряжения, включенный между выходными выводами, а его средняя точка подсоединена к измерительному входу блока управления, выход которого подсоединен к базе первого транзистора, параллельно которому включен первый конденсатор, эмиттерный повторитель, соединенный через последовательную RC-цепь с затвором регулирующего полевого транзистора, согласно изобретению введен второй транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены параллельно коллектору и эмиттеру первого транзистора, а база - ко второму выходному выводу блока управления, образованному выходным выводом расширителя импульсов, вход которого подключен к выходу генератора импульсов. Расширитель импульсов выполнен на основе логической схемы И. Усилитель обратной связи выполнен по схеме дифференциального усилителя. Это позволило добиться инвариантности выходного напряжения стабилизатора и тем самым повысить надежность функционирования системы стабилизации выходного напряжения при воздействии значительных скачкообразных колебаний входного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры и средств связи

Наверх