Устройство для стабилизации выходного напряжения импульсного преобразователя

 

по 5l2550

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союд Соеетскик

Социалистических

Республик

F

1 (61) Дополнительное к авт, свид-ву 365784 (22) Заявлено 28.01.75 (21) 2103896/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.76. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 02.07.76 (51) Ч. Кл.- Н 02Р 13 1611

G 05Е 1/64

1-1 05В 41/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР

00 делам изобретений и открытий (53) 3 ДК 621 316 722 1 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Г. Бомко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОГО

НАПРЯ)КЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится IK вторичным источникам электропитания и может быть испо,l6зовано, например, в устройствах для питания импульсных тазоразрядных ламп.

По основному авт. св. № 365784 известно устройство для стабилизации выходного напряжения импульсного преобразователя, содержащее электронный ключ, управляемый схемой сравнения, коммутирующий диод и заряд ный 1.С-:контур. Цепь обратной связи содержит два квадратичных усилителя и сумматор, причем вход одного усилителя подключен к выходу преобразователя, а вход другого усилителя — к шунту. Выходы обоих усилителей через сумматор подключены к схеме сравнения, управляющей электронным кгпочом.

В известном устройстве стабильность напряжения,на выходе ограничена реальной добротностью зарядного 1 С-асоНТура. Обусловливается это тем, что в зависимости от величины питающего напряжения изменяется время зарядки LC-контура и, следовательно, в момент размыкания зарядного ключа изменяется соотно|шение между энергией магнитного поля дросселя и э нергией накопитель ного конденсатора. В процессе перекачки магнитной энергии дросселя в накопительный конденсатор возникают потери, которые определяются добротностью дросселя и запасенной

0 нем энергией. Изменение уровня запасаемой .магнитной энергии вызывает изменение уровня ее потерь и, таким образом, ограничивается уровень стабильности напряжения на конденсаторе.

Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения при изменении напряжения первичного источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что между выходом квадратичного усилителя, подключенного к шунту, и дополнительным входом сумматора включено множительное устройство,,между другим входом которого и

15 выходом схемы сравнения включен преобразователь временного интервала в напряжение.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений

20 основных точек схемы.

Зарядный (регулирующий) ключ 1 присоединен последовательно к зарядному 1 С-контуру, содержащему дроссель 2 и конденсатор

3. Параллельно 1 С-контуру включен коммути25 рующий диод 4. В разрыве 1 С- контура включен электрический шунт 5. Выходы устройства и электрического шунта соединены с соответствующими входами квадратичных усилителей 6 и 7, выходы которых подключены к Вхо30 дам сумматора 8. Выход сумматора соединен

51255) 10

1 R

1 п—

20

Зо

50

3 с входом схемы сравнения 9, выход которой связан с электронным ключом 1.

Между выходо м квадратичного усилителя тока и дополнительным входом сумматора 8 включено множительное устройство 10, а между входом множительного устройства и выходом схемы сравнения включен преобразователь 11 временного интервала в напряжение.

Работает устройство следующим образом.

При замыкании ключа 1 происходит колебательная зарядка 1 С-контура до энергии заданного уровня. В момент размыкания зарядного ключа сигналом схемы сравнения 9 ток

1 С-контура замыкается на диомед 4. При этом магнитная энергия дросселя 2 .перекачивается в .накопительный конденсатор 3. Передача ма гнитной энергии дросселя в накопительный конденсатор осуществляется с некоторыми потерями, которые в основном определяются добротностью дросселя.

Стабилизация напряжения на накопительном конденсаторе осуществляется подачей сигналов отрицательной обратной связи по напряжению на конденсаторе и по току в дросселе на входы соответствующих квадратичных усилителей б, 7 напряжения и тока. Выходные напряжения этих усилителей,,пропорциональные электрической энергии конденсатора и магнитной энергии дросселя, поступают на соответствующие входы сумматора 8. Выходное напряжение сумматора, пропорциональное электромагнитной энергии 1 С-контура, подается на один из входов схемы сравнения 9.

На другой вход схемы сравнения поступает заданное напряжение уставши, которое регулирует напряжение на накопительном конденсаторе. Выходной сигнал схемы сравнения регулирует время зарядки 1 С-контура, Цепь дополнительной обратной связи работает следующим образом.

Энергия, которая рассеивается в дросселе в виде тепла, |при разомкнутом заря дном ключе зависит от величины тока дросселя в момент размыкания ключа, эквивалентного сопротивления .потерь дросселя и времени его разрядки, т. е. выражается уравнением 2

IpRn -р ив з

7 где lp — ток дросселя в момент размыкания ,ключа;

R — эквивалентное сопротивление потерь в дросселе; тр — время разрядки дросселя.

В данной формуле предполатается, что разряд дросселя линейный (разрядный ток имеет форму прямоугольного треугольника), а время разрядки дросселя определяется через время его зарядки. На практике нели нейностью разрядного тока можно пренебречь, так как общие потери энергии в дросселе составляют единицы процентов, а поэтому погрешность аппроксимации будет на порядок меньше.

Бремя разрядки дросселя в зависимости от времени его зарядки без учета потерь равно где ҄— период собственных колебаний LCконтура.

Таким образом, сигнал компенсации потерь в дросселе при его разрядке выражается уравнением

Сигнал, пропорциональный квадрату тока дросселя, снимается с выхода квадратичного усилителя тока и поступает на первый вход множительного устройства 10. Сигнал, про1 Т, порциональный величине — (— — c 11 снимаз ется с выхода преобразователя 11 временного и нтервала и поступает на второй вход множительного устройства. Управление работой преобразователя осуществляется выходным сигналом схемы сравнения. Сигнал, пропорциональный энергии потерь в дросселе, поступает с выхода множительного устройства в виде отрицательного напряжения на дополнительный вход сумматора. Схема дополнительной отрицательной обратной связи учитывает потери энергии в дросселе |при его разрядке до момента размыкания электронного ключа.

Для большей ясности на эпюре 12 (фиг. 2) показаны импульсы управления зарядным ключом. На эпюре 13 показано напряжение на накопительном:конденсаторе для двух значений напряжения (E> и Е ) первичного источника питания E. На эпюре 14 показан ток

L источника питания. На эпюре 15 показан выходной си гнал преобразователя 11.

Наиболее пред почтительно использование изобретения в тех случаях, когда напряжение первичного источника питания изменяется в значительных пределах, а нестабильность напряжения на накопительном конденсаторе не должна превьппать 1P, Формул а изобретения

Устройство для стабилизации выходного напряжения импульсного преобразователя по авт. св. № 365784, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, между выходом квадратичного усилителя. подключенного к шунту, и допоJIIHителbHûì входом сумматора включено множительное звено, между другим входом которого и выходом схемы сравнения включен преобразователь временного интервала в напряжение, 512550

Рьк

Составитель В. Широков

Текред Е. Подурушина корректор Е. Рожкова

Редактор В. Девятов

Типография, пр. Сапчнова, 2

Заказ 1418/8 Изд. № 1339 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5