Импульсный стабилизатор постоянногонапряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик.(61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1402.79 (21) 2724325/24-07

Р )М. Кл.з с присоединением заявки ¹

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет. (53) УДК 621.316. .722 ° 1 (088. 8) Опубликовано 300381. Бюллетень 1(о 12

Дата опубликования описания 300381 (72) Автор изобретения

И.И.Куликов (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение. относится к электро- технике и, в частности к источникам .электропитания. с улучшенными характеристиками. ,Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения f1) .

Наиболее близким к предлагаемому из известных устройств является импульсный стабилизатор постоянного о напряжения, содержащий основной силовой переключатель, включенный последоватально или параллельно нагрузочной цепи и управляющим входом соединенным с выходом блока управления, сглаживающий выходные пульсации LCDфильтр и задатчик выходного напряжения (2).

Недостатком известных устройств является то, что они являются инер- 2О ционными, что обусловлено инерционными свойствами индуктивности, которая ограничивает скорость нарастания или спада тока нагрузки при изменении ее сопротивления.

Цель изобретения - повышение энергетических.показателей импульсных стабилизаторов постоянного напряжения, питающих нагрузки с импуръсным характером потребления, тока, при ЗО обеспечении высоких динамических свойств стабилизаторов.

Указанная цель достигается тем, что импульсный стабилизатор постоянного напряжения„ содержащий основной силовой переключатель, включенный последовательно или параллельно нагрузочной цепи и управляющим входом соединенный с выходом блока управления, сглаживающий выходные пульсации (.СДфильтр и задатчик выходного напряжения, снабжен задатчиком тока, включен ным последовательно с дросселем СД:фильтра и подсоединенным к входу блока управления основным силовым переклю- .чателем, дополнительным ключом, силовая цепь которого включена параллель;но последовательной цепи из (.СДфильтра и задатчика тока, а управляющий вход соединен с выходом введенного дополнительного блока управления, входом подключенного к выходу задатчика выходного напряжения.

Кроме того основной силовой переключатель выполнен в виде инвертора напряжения, а коммутирующий элемент

LCD-фильтра.в виде выпрямителя, подключенного к выходу инвертора напряжения °

817683

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2-5 — вариантысстабилизатора. Стабилизатор состоит из основного ! силового переключателя 1, дополнитель ного ключа 2, сопротивление которого в замкнутом состоянии является одновременно внутренней нагрузкой, коммутирующего элемента — диода 3, блока 4 управления переключателем 1, блока 5 управления ключом 2,, индуктивно-емкостной непрерывной части, в которую входит дроссель 6 и конденсатор 7, задатчика 8 тока, задатчика 9 выходного напряжения, входных клемм 10 и ll и переменной внешней нагрузки 12. Дроссель 6, конденсатор

7 и диод 3 образуют 1СР-фильтр.

Устройство работает следующим образом. 20

При замыкании переключателя 1 по цепи клемма 10 — переключатель 1 задатчик 8 =. обмотка; дросселя 6 параллельно включенные нагрузка 12 и конденсатор 7 — клемма ll начинает

: протекать ток,;обусловленный действием ЭДС питающего источника. При этом происходит передача энергии источника питания в нагрузку 12, накопление энергии в дросселе 6 и конденсаторе 7, При достижении протекающим током величины, равной максимальному току нагрузки 12, сигнал, поступающий с задатчика 8 среднего тока индуктивности в узел 4 управления, вызывает срабатывание узла 4, в результате чего переключатель 1 размыкается. Прерывание переключателем цепи тока, обусловленного действием

ЭДС питающего источника, вызывает смену полярности напряжения на обмот- 40 ке дросселя 6, что приводит к открыванию диода 3, в результате чего ток дросселя 6 начинает протекать по контуру дроссель 6 - параллельно соединенную нагрузку 12 с конденсатором 45

7 — диод 3 - задатчик 8 — дроссель

6 и энергия, запасенная ранее в дросселе б,начинает поступать в нагрузку

12 и конденсатор 7. В случае, когда сопротивление нагрузки 12 минимально, т.е. она потребляет максимальный ток, импульсный стабилизатор работает в режиме,, стабилизации тока нагрузки, что и обеспечивает стабильность напряжения на нагрузке. Если же сопротивление нагрузки больше минимального то поступающий в цепь нагрузки 12 и параллельно соединенный с ней конденсатор 7 ток дросселя 6, при разомкнутом переключателе 1, ввиду своей избыточности, вызывает повышение вы - 60 ходного напряжения, скорость нарастания которого зависит от сопротивления нагрузки 12 и величины емкости конденсатора 7. При достижении выходным напряжением верхнего предела, определяемого допустимой нестабильностью и устанавливаемого задатчиком

8, срабатывает узел 5 и ключ 2 замыкается. Поскольку сопротивление замкнутого ключа 2 много меньше сопротивления нагрузки, ток дросселя

6 переходит в низкоомный контур внутренней нагрузки, замыкаясь по цепи дроссель 6 - ключ 2 - задатчик 8 дроссель 6., Напряжение на обмотке дросселя 6 уменьшается и диод 3 запирается приложенным к нему в обратНоМ направлении напряжением, равным разности напряжений на конденсаторе 7 и дросселе 6. При уменьшении тока дросселя 6; до величины, оп" ределяемой минусовым допуском его нестабильности, по сигналу, поступающему с задатчика 8, замыкается переключатель 1, автоматически размыкается ключ 2 и энергия питающего источника по уже предлагаемой цепи вновь поступает во внешнюю нагрузку.

Цикл работы повторяется, Блок 4 управления основным пере" ключателем может быть выполнен как в виде широтно-импульсного модулятора, длительность выходных (управляющих) импульсов которого ставится в зависимость от величины заданного тока индуктивности, таки в виде пороговой схемы. Блок 5 управления выполняют в виде пороговой схемы.

Работа устройства, приведенного на фиг.2,принципиально не отличается от работы устройства, приведенного на фиг. 1.

Предлагаемый способ улучшения динамических характеристик импульсных стабилизаторов постоянного напряжения позволяет не только улучшить энергетические показатели этих стабилизаторов и уменьшить их габариты, но и значительно расширяет границы применения таких стабилизаторов для литания импульсных потребителей значительной мощности, требующих высокой стабильности питающих их напряжений как в статическом, так и динамическом режимах.

Формула изобретения

l. Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основ ной силовой переключатель, включен" ный последовательно или параллельно нагрузочной цепи, управляющий вход которого соединен с выходом блока. управления, сглаживающий выходные пульсации ЬСР-фильтр и задатчик выходного напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы- .. шения энергетических показателей и уменьшения габаритов, стабилизатор снабжен задатчиком тока, включенным последовательно с дрцсселем LCD-фильтра и подсоединенным к входу блока

817683

Фиг 1 управления основным силовым переключателем, дополнительным ключом, силовая цепь которого включена параллельно последовательной цепи из LCDФильтра и задатчика тока,. а управляющий вход соединен с выходом вве,денного дополнительного блока управления, входом подключенного к выхо-. ду задатчика выходного напряжения, 2. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что основной силовой переключатель выполнен в виде инвертора напряжения, а коммутирующий элемент LCD-фильтра в виде выпрямителя, подключенного к выходу инвертора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грейвер Б.С. Ключевые стабили-. заторы напряжения постоянного тока.

N. Связь, 1970, с.67.

2. Источники электропитания на полупроводниковых приборах.-Проекти о рование и расчет. Под ред. С.Д. Додика и Е.И. Гальперина. М., Совет" . ское.радио, 1969, с.406. !

817683

Аа.Ю

Заказ 1465/63 Тираж 940

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеиий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская иаб., д. 4/5

Подписное

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

Составитель В. Круглова

Редактор Н.Куэнецова Техред Е.Гаврилешко Корректор С.Шекмар