Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

 

@оес эизаияее я@теантно т хинческщ@

Or1 1N " HЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) В10092

g 30БPЕТЕ ги NЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о (61) Дополнительное к авт. свид-ay— (22) Заявлено17.01.77 (21) 2444168/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано05.06 78. Бюллетень № 21 (4б) Дата опубликования описания 1р, 05 . .т8 (51) И. Кл, C 05 F 1/56

Государственный комитет

Совета Министроа СССР ао делам изобретений

w открытий (53) УДК 621.316..722.1 (088.8) (72) Авторао изобретекия

Б, ф, Андрейченко, О, П, Дьяков, Л. E Буренков и В. Б. Кудрявцев (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в цепях питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий силовой транзистор, переключающий магнитный усилитель, магнитный мультивнбратор и линейный трансформатор (1).

Недостаток этого устройства — невысокая точность стабилизации, обусловленная дрей— фом усилителя в цепи измерения выходного lO напряжения.

Наиболее близок к предлагаемому — импульсный стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин, к выходу которого подключен преобразователь напряжения с фильтром, выходом соединенный с выходными выводами и со входом импульсного преобразователя, генератор опорной частоты, ключ, формирователь, два триггера с раздельными входами и усилитель, выход 2Е которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента. Область применения указанного стабилизатора ограничивается его сравнительно невысокими динамическими характеристиками, связанными с реализацией широтно-импульсной модуляции при помощи счетчика импульсов

Цель изобретения — улучшение линамических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин, к выходу которого подключен преобразователь напряжения с фильтром, выходом соединенный с выходными выводами и со входом импульсного преобразователя, генератор опорной частоты, ключ, формирователь, два триггера с раздельными входами и усилитель, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, введен инвертор, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя, а выход — с одним из входов ключа, к другому входу которого подключен выход первого триггера с раздельными входами, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй вход — с выходом формирователя и вторым входом второго триггера с раздельными входами, первый вход которого подключен к выходу ключа, а выход — к одному из входов дополнительно введенного элемента совпадения, к друго610092 му входу которого подключен выход импульсного преобразователя, а выход элемента соединен со входом усилителя и дополнительно введенного дифференцирующего контура, причем выход последнего подсоединен ко входу формирователя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, преобразователь напряжения с фильтром 2, установленный на выходе регулирующего элемента, импульсный преобразователь

3, соединенный с инвертором 4, генератор 5 опорной частоты, ключ 6, подключенный к триггерам с раздельными входами 7, 8, элемент совпадения 9, соединенный с дифференцирующим контуром 10 и усилителем 11,:формирователь 12.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение через регулирующий элемент

I поступает на вход преобразователя напряжения с фильтром 2, который может включать в себя преобразователь напряжения типа генератора Роера, для получения на выходе напряжения более высокого, чем на входе, выпрямитель и фильтр или только фильтр, если напряжение на выходе ниже входного. С преобразователя 2 напряжение поступает на импульсный преобразователь 3, который преобразует отклонение выходного напряжения от номинального во временной. интервал. Этот преобразователь может включать в себя частотный датчик, например магнитометрический, обеспечивающий точность преобразования напряжения:в частоту порядка 0,005О, генератор опорной частоты и фильтр разностной частоты. Сиг.= нал с импульсного преобразователя 3 представляющий собой импульсы, следующие с частотой с высокой точностью, соответствующей отклонению выходного напряжения or номинального значения, поступает на один вход элемента совпадения 9 и на второй вход этого же элемента совпадения через инвертор 4, ключ 6 и триггер 8. Состояние ключа 6 определяется триггером 7.

При поступлении на вход 13 триггера 7 сигнала с частотой f,„ от генератора опорной частоты 5 триггер перебрасывается, и с его выхода подается сигнал, который открывает ключ 6. Когда иа выходе импульсного преобразователя 3 сигнал отсутствует {пауза между импульсами), инвертор 4 срабатывает, и на вход 14 триггера 8 через открытый ключ 6 но. Мается сигнал, который перебрасывает триггер

8, и с его выхода подается сигнал.на второй вход элемента совпадения 9. Поскольку нри эгом на первый вход элемента совпадения 9 сигнал не подается, он не срабатывает. Прн появлении импульса на выходе импульсного преобразователя .3 на первый вход элемента совпадения 9 постуиает сигнал, Элемент сов.падения срабатывает, и на вход усилителя 11 поступает сигнал. После окончания импульса элемент совпадения выключается, сигнал со входа усилцтеля снимается, а от заднего фронта .импульса через диффереицирующий контур !

О и формирователь 12 поступает сигнал нч а входы 15 и 16 триггеров 7, 8 и перебрасывает их в исходное состояние. При этом ключ

6 закрывается, вход 11 триггера 8 отключается от инвертора 4.

При поступлении на вход 13 триггера 7 следующего импульса с генер пора опорной частоты 5 процесс формирования импульсов на входе усилителя повторяется.

Как видно из описания, на вход усилителя подаются импульсы, ширина которых про-. порциональна отклонению выходного напряжения стабилизатора от номинального значения с частотой fo. = 0,25 0,5f,, подаваемой с генератора опорной частоты 5, где f, — минимальная частота на выходе импульсного преобразователя 3 при изменении напряжения стабилизатора в заданных пределах. Сигнал с элемента совпадения 9 через усилитель 11 управляет регулирующим элементом 1, представляющим собой силовой ключ и работающим в режиме широтно-импульсной модуляции.

В предложенном устройстве схема реализации широтно-импульсной модуляции без счетчика позволяет получить существенно лучшие динамические характеристики, чем в извест. ных устройствах.

Формула изобретекия

Импульсный стабилизатор напряжения по стоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин, к. выходу которого подключен преобразователь напряжения с фильтром, выходом соединенный с выходными выводами и со входом им.пульсного преобразователя, генератор опорной частоты, ключ, формирователь, два триггера с раздельныМи входами и усилитель, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в него введен инвертор, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя, а выход — с одним из входов каоча, к другому входу которого подключен выход первого триггера с раздельными входами, первый вход которого соединен с выходом гене,5 pampa опорной частотй, а второй — с выходом формирователя и вторым входом второго триггера с раздельными входами, первый. вход которого подключен к выходу Мивча, а выходк одному из входов дополнительно введенно..го элемента совпадения, к другому входу ко56 торого.подключен выход импульсного преобразователя, а выход элемента совпадения соединен со входом усилителя и дополнительно вве- денного дифференцирующего контура, причем выход последнего подсоединен ко входу фор. мирователя.

Источники информации, принятые во внимание при эксиертизе:

I. Авторское свидетельство СССР № 373712, кл. G 05 F 1/56, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР М 450145, кл. G 05 F 156, 1971.

610092

Составитель С. Чернышева

Текред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж! 033 Подннсное

Редактор Б. Федотов

Заказ 30!О/37

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР гч делам изобретений н открыт мй

ИЗОЗ5, Москва. Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП еПатентэ, r. Ужгород, ул, Проектная. 4