Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1115 96 9 28 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 07.01.76 (21)2311966/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень №9

У (51) M. Кл.

Cj 05 Г 1/56

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 15.02.78 (72) Авторы изобретения

В. А, Цншевский и Н. H. Лаптев (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТЛБИЛИЗЛТОР

ПОСТОЯННОГО НЛПРЯЖЕНИЯ

2 органа, соединенного с источником опорного напряжения и формирующей пилообразное напряжение КС-цепочкой, дополнительный резистор, и диод.

Недостатком известного стабилизатора является необходимость подбора величины резистора для каждого силового ключа. Крс ме того, изменение времени выключения силового ключа при изменейии температуры также неучптывается компенсирующим дополнительным резистором.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения упомянутая RC-цепочка через дополнительный резистор подключена параллельно силовой цепи ключевого элемента, причем общая точка резистора RC-цепочки и дополнительного резистора через указанный диод соединена с другим входным выводом для подключения к питающему источнику!

Изобретение относится к преобразовательной технике и, в частности, может быть использовано при построении импульсных стабилизаторов напряжения.

Известен импульсный стабилизатор поотоянного напряжения, содержащий управляющий транзистор и регулирующий элемент, генератор токовых импульсов, усилитель постоян. ного тока и 1тС-цепочку 1 .

Недостатком известного импульсного ста-10 билизатора является уменьшение точности стабилизации выходного напряжения, определяемое реальным временем выключения силового ключа.

Наиболее близким решением к данному 15 изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжений (2$, содержащий в качестве регулятора ключевой элемент, включенный силовой цепью между одним из входных выводов дпя, подключения к питающему источнику и L,ÑÄ-фильтром, подсоединенным к выходным выводам служащим для подключения нагрузки, а входом соединенный с управляющим блоком, соетояшим из задающего генератора, нуль- 25 (53) УД К 62 1. З1 6 ° .722. 1 (088.8) 596($ y8

Вкй

«V

Подставляя (3} в (4) получим Ч

4s т.е. не зависит от входного напряжешя.

На фиг. 2 видно, что время рассасыв кия ключевого элемента не влияет ка corn ношение вЮ, а приводит лишь к сдвиT гу по фазе рабочего цикла силового ключа

56 относительно периода задающего генератора

9, Таким образом предложенный импульсный стабилизатор обесйечивает параметрическую стабилизацию выходного напряжения, при

55 этом время рассасывания неосновных носителей ключевого элемента не влияет на точность стабилизации. Предложенный стабилизатор позволяет получить точность стабилизации напряжения не хуже g 2% и, 60 вследствие с иоей безынерционности, может

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие работу стабилизатора.

Импульсный стабилизатор содержит в качестве регулятора ключевой элемент 1, который; управляется нуль-органом 2 через предусилитель З.Один из входов нуль-органа 2 подключен к выходу источника опорного напряжения 4, а другой — через дополнительный резистор 5 - к положительному полюсу источника питания. Конденсатор 6 и резистор 7 RC -цепочки через дополнительный резистор 5 подключены параллельно ключевому элементу 1, а точка их соединенкя - через дополнительный диод 8 - к отрицательному полюсу источника питания.

Выход задающего генератора 9 соединен с входом предусилителя 3. Выходной l СДфильтр стабилизатора образован диодом 10„ дросселем 11 и конденсатором 12, параллельно которому подключается нагрузка 13.

Для снижения зарядного така конденсатора

6 может быть включен балластный резистор

14, а для защиты входа нуль-органа 2 от перенапряжения - диод,16.

На фиг. 2 приняты обозначения; V>>

- входное напряжение стабилизатора; à — напряжение на выходе задающего генера-, тора 9; V — напряжение эмиттер-коллектор ключевого элемента 1; Ч - напряжение на конденсаторе 6 при максимальном входном напряжениив У - напряжение на конденсаторе 6 при минимальном входном напряжении; V «пйлообразное напряже.ние V - опорное напряжение; V>

° оп напряжение на выходе предусилителя 3; t - время выключения ключевого элемента 1" 1. -BpeMH aKn eHHoro C0CTOBHHS КВ

5k fl чевого алемента1 „Т вЂ” период коммутации ключевого элемента 1.

При включенном ключевом элементе 1 конденсатор 6 бьи тро заряжается до входного напряжения „ но цепи: источник . входного напряжения - ключевой элемент l конденсатор 6 — резистор 14 - диод 15.

Напряжение V на входе нуль-органа 2 равно алгебраической сумме напряжений на конденсаторе 6 и резисторе 7, к нужная его величина мают быть установлена с помощью соответствукнцего рассчета резисторов 5 и 7.

В начале каждого периода входной импульс У „задающего генератора перебрасывает в исходное состояние предусилитель

3, который,в свою очередь, выключает клю чевой элемент 1. Последний выключается за время 4, после чего конденсатор 6

З 1 начинает перезаряжаться ио контуру: плюс источника входного напряжения 7 - рева эистор 5 - резистор 7 — конденсатор 6диод 15, минус источника входного напряжения. При этом диод 15 поддерживается в Hp оводяше м состоянии током нагрузки 1 3 который протекает по контуру; дроссель

11 — нагрузка 13-диод 10. Переэаряд конденсатора 6 сопровождается изменением напряжения У, на входе нульоргана 2, которое стремится от отрицательного значения к нулю. При достижении напряжением

Ч@ величины опорного напряжения У „ нуль-орган 2 выдает импульс, перебрасывающий предусилитель 3 в новое состояние, последний включает ключевой элемент 1, который остается включенным до конца пери ода Т, т.е. до прихода очередного импульса задающего генератора 9. Далее процессы повторяются, щ Полагая, в первом приближении, переэаряд конденсатора 6 линейным, можно записать выражение для пилообразного напряжения в интервале Ой фй 7:

"и " —. ) если обеспечить -V сацб1, то вреОП мя работы ключевого элемента можно определить из уравнения Ч -- ;

-v.,=ит „(ф- ij и)

Подставляя в это уравнение = Г-t

Вмп получим акп оп (Ь)

35 T КV

Известно что; для последовательного импульсного стабилизатора справедливо выражение мь,= ьк Л

596928 найти широкое примЕнение при создании источников питания радиоэлектронной аппаратуры.

Формула изобретении

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий в качестве регулятора ключевой элемент, включенный силовой цепью между одним из входных выводов для подключения к питающему источнику и

)С)3-фильтром, подсоединенным к выходным выводам, служащим для подключения нагрузки, а входом соединенный с управляющим блоком, состоящим из задающего,генератора, нульоргана, соединенного с источником опорного напряжения и формирующей пилообразное напряжение С-цепочкой, доцоинителк ныйрезистори диод, о та и ч а ющи йс я тем, что, с целью повышения точности стабилизации выходного напряжения, указанная gC- цепочка .через дополнительный рези тор подключена параллельно силовой цели ключевого элемента, причем общая точка резистора RC-цепочки и дополнительного резистора через указанный диод соединена с щ другим входным выводом для подключения к питающему источнику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

15 Ъ 408210, кл. Cj 05 Р 1/56, 1971.

2. Заявка No. 2305295, кл.(j 05 t." 1/56, 1975, по которой выдано решение о присвоении авторского свидетельства.

5 ) 6iP7g

Составитель С. Горбачева

Редактор, Меньшова Техред Н. Андрейчук Корректор Л. Власенко

Заказ 1137/46 Тираж 1033 П однис ное

UHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, А(-35, Раушская наб., д. 4/б

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4