Способ стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения

 

О П И С А Н И Е ""660033

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.08.76 (21) 2396693 24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.04.79. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 30.04.79 (51) Ч К1 2

6 05 F 1/56

Государственный комитет па делам изобретений и открытий (53) УДК 621 316. .722.1 (088.8) (72) Автор ы изобретения

В. И. Степанов и Д. И. Степанова (7) ) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ

ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА

ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в источниках питания постоянного напряжения.

Известны способы стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения (1).

Наиболее близким техническим решением является способ стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения путем выявления выходного напряжения источника, сравнения его с заданным значением и получения сигнала рассогласования, формирования сигнала управления по принципу широтно-импульсной модуляции и воздействия указанным сигналом на регулирующий элемент исгочника питания (2).

Коэффициент усиления отрицательной обратной связи определяет при известном способе коэффициент стабильности выходного напряжения. Однако величина коэффициента усиления ограничивается параметрами фильтра, которые в свою очередь ограничиваются заданными габаритами или качеством переходного процесса.

Целью данного изобретения является повышение стабильности выходного напряжения и уменьшение длительности переходного процесса.

Эта цель достигается тем, что в известном способе допогпштсльно ограничивают амплитуду импульсов на выходе регулирующего элемента. выдс.1яют постоянную составляющую и суммируют сс с сигналом рассогласования, после чего и формируют указанный сигнал управления.

Пстлевой коэффициент передачи обратной связи устанавливают положнтельчым

Jp около единицы.

На фнг. 1 изображена структурная схема стабилизатора постоянного напряжения с использованием предлагаемого способа; на фнг. 2 — принципиальная схема соединений обратных связей; на фнг. 3 — структурная схема широтно-импульсного модулятора.

Система стабилизации напряжения содержит ключ периодически прерывающий

20 входное напря>кение U„,. н управляс. ый, например от широтно-импульсного модулятора 2. Из выходного напряжения ключа выделяют прн помощи силового фильтра 3 постоянное напряжение U„,,„., которое пи25 тает нагрузку. Одновременно выходное напря>кение сравнивают с заданным напряженнем U3 сумматором 4. Сигнал рассогласования, То есть разность между заданным н выходным напря>кениями подают на вход

30 широтно-импульсного модулятора 2.

660033

В системс стабилизации с испс>льзованисм прсдлагасмого способа дополнитсльнс> включены ограничитель 5 импульсов и малом(>щный фильтр 6, При помощи ограничителя 5 получают импульсы, но ямнл(1туд(нсзяВис51щис OT Входного наГ1ряя(синя.

Из этих импуси сов выделяют (focroHititoc напряжение. В качестве фильтра 6 может быть взята RC-цепь. Полученное постояннос напряжение суммируют В сумматоре 7 с сигналом рассогласования. Пстлсвой к0эффициснт передачи обратной связи, образованной цепью ограничитель 5, фильтр 6, сумматор 7, модулятор 2 и ключ 1, устанавливают около единицы. Hplf достаточно больших значениях постоянной времени Т„ фильтра 6 по сравненшо с постоянной i3pcмсни силового фильтра >, 33113с устойчпвост(! системы стабили;àöèè и переходный процесс с использованием прс)длягаемого способа будут мало отличаться с>т запаса устойчивости и и(рсходного процесса извсстной системы стаб!п(taaцни, Такую постоянную времени фильтря

6 легко обеспечить ввиду его малой мснцности.

Передаточная функция звеньев 2, 1, 5, 6 мо>кет быть прсдставлсч!а в видс

11-, К К

ККК;КTo (> + 1 где К(, Ксь Кг К вЂ” передаточные коэффициенты звсш,ев 1, 2. 5. 6 соответственно.

Прп коэффициенте передачи Ооратной связи равной единице (К(К2 К=. К;, = 1) передаточная функция

К,К (У (>+ t)

Т6(7 звеньев 2, 1, 5, 6 эквивалента интегрирующему звену. Система стабилизации становится астатической.

Таким образом, введение дополнительной связи повышает стабильность выходного напряжения, сохраняя практически условия устойчивости и пспеходный процесс.

Прп коэффициенте передачи обратной связи меньше единицы система стабилизации остастся статической. Однако введение дополнительной связи также повышает сТ3бильность выходного напряжен((я.

Ограни (ить импульсы по амнлитмде .>Ожно стабнлптроном 8 (фи!. 2)., 1(!5! со«рансння непрерывного тока через (его и тем са»ым для поддержания постоянной сго рабочей точки использованы пиковы1 . диод 9 и конденсатор 10. Фильтр 6 состоит из резистора 11 н конденсатора 12. Напр51жснис с рсзисзора 11 подяют к плс>1) нслннсйного моста, состоящего из резисторов (0 и стабилитрона 14. Тем самым напряжение с резистора 13 суммируется с вы«одны.;!

3 3 д 3 н и ы (>(113 и р я же н и с м, ч то э K В и В 3. 1! I i т. 10 суммировани!о его с сигналом рассогласования.

15 Для использования предлагac»oi.о ciiocоба в некоторых системах стабилизации (гс.(есообразно применять модулятор по схеме фиг. 3. Гснератор 15 пилообразного напря>кcttttH срсз конденсатор 16 связан с Одним

2() из В«одоп сравнивающего устройства 17, на второй вход которого подают входное напряжение U(t). Импульсное напряжение т„,„, на выходе порогового усилителя 18 будет иметь длительность импульсов завив

25 симую от интеграла напряжения L (t).

Ф О р м у .1 3 и 3 О О р С T (ll н 51

Способ стабилизации выходного !(ан»я3Q жения источника питания IIocToHIIII()l () напряжения путем вь!явления выходно(1> нанря I c«1»i источника, сравнения его с ад!(нны«! значением и получения сигнала рассогласования, формирования сигнала управления Ilo принципу широпп>-импульсной модуляции и воздействия указанным рсг;.IHp>, (ощий а lc«(снт

lilt I(a .IIITa II HH, отличающийся, тем, что. с (елью пов(пнсния с:табильностн Вы«сад(>ого

:(О ItaiipHikclliiH н умсньшсния длительности перс«одного прс)(icñcà. Дополнительно orpafll1чивают амплитуду импульсов на выходе рсгулирукяцсго элс»сита. Выделяют locToянну(о составляю пук> ii су;i.»м,lируют ее с сигналом рассог facnaa»H51, после чего н формируют указа(шый сип!ал управления.

Источники информации, принятые во в;it«tatitic при экспертизе.

1. Грсйвср Е. С. Ключевые стабилпза5(! 1орь! напряжения постоянного (ока. 1., «Связь», 1970, с. 136, рнс. 6, 22.

2. Сборник статей под рсд. Федотова А. Я. Полупроводниковые приборы и их (tptI (C(ICl:I.C, (II fti. 7, 1961, с. 2">1.

Риг. 7

Риг г

Составитель В. Круглова

Корр:ктг 0 Е. Угрозатоза! c„ àêTîð Б. Герцен

Изд, № 403 Тираж 1014

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 4168

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома