Стабилизированный источник питанияпостоянного напряжения (его варианты)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Ссноз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реснублнк ()849168 (6t) Дополнительное к ает. сеид-ву (22) аявлено 140679 (2 I ) 2782727/24-07

Р1) м. кл. с присоединением эаяаки М

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений н отткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 230781 Бюллетень |49 27

Дата опубликоеания описания 230781 (53) УДК 621. 316.

;. 722.1(088.8) A.È.Áðèóðàà, И.A.Ãàôàíîâè÷, A.Р,Ахмедов, В,Н,Мазуров и В.И.Кравцов (72) Авторы. изобретения (7 3 ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (EF0 ВАРИАНТЫ).

Изобретение относится к электрон,ной технике и предназначено для устройств питания стабилизированным напряжением различной радиоэлектронной аппаратуры..

Известен стабилизированный источник питания постоянного напряжения, в котором стабилизация выходного напряжения осуществляется путем сравнения пилообразного напряжения с постоянным напряжением, выбранным в качестве опорного (эталонного) 1).

Недостатком этого устройства является его малое быстродействие. Кроме того, выходное напряжение имеет 15 пульсации на частоте генератора напряжения пилообразной формы, поэтому большая часть веса приходится на долю выходного фильтра. Снижение же габаридов. выходного фильтра возможно за 20 счета увеличения частоты, что ведет, в свою очередь, к усложнению конструкции генератора напряжения пилообразной формы.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения в качестве источника эталонного напряже- 30 ния, два компаратора с двумя входами, чувствительный элемент, входом соединенный с выводами для подключения нагрузки, и регулирующий элемент со сглаживающим фильтром на вы-. ходе: 2 .

Недостатком известного устройства является наличие в схеме парафазного усилителя и трансформаторного 2-х тактного усилителя мощности, что приводит к схемотехнической избыточности и значительному увеличению весогабаритных характеристик.

Цель изобретения — разработка стабилизированного источника питания постоянного напряжения, обладающего более простой схемой и уменьшенными габаритами °

Указанная цель достигается тем, что стабилизированный источник питания.постоянного напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, источник напряжения, два компаратора с двумя входами, чувствительный элемент, входом соединенный с выводами для подключения нагрузки, и регулирующий элемент со сглаживающим фильтром на выходе, снабжен логической схемой ИЛИ, входами соединенной с выходами компараторов„один вход

849168 каждого из которых соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, который использован в качестве источника эталонного напряжения, а другой - с соответствующим из выходов чувствительного элемента, причем выход схемы ИЛИ соединен с управляющим входом регулирующего элемента.

В случае использования s многоканальном источнике и схема ИЛИ, и гене- р ратор пилообразного напряжения снабжены дополнительными выходами.

В другом варианте стабилизированного источника питания постоянного напряжения генератор пилообразного напряжения использован в качестве чувствительного элемента, причем его выход соединен с первыми входами компараторов, а источник эталонного нап-. ряжения выполнен с двумя ныходами, соединенными со вторыми входами ком- - p параторов, выходы которых соединены со входами схемы ИЛИ, выходом .соеди.— ненной с управляющим нходом регули.— рующего элемента.

На фиг.1 представлена функцио- 25 нальная схема стабилизированного источника питания постоянного напряжения (первый вариант); на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу этого устройства; на фиг.3 — схема чувст- 3р вительного элемента; на фиг..4 — функ-. циональная схема стабилизированного источника питания постоянного напряжения с использованием в качестве регулирующего элемента системы с много- З5 фазным коммутатором на входе; на фиг.5 — функциональная схема предлагаемого устройства {второй вариант).

Согласно перному варианту (фиг.1) .

;, устройство содержит компараторы 1 и

2, общая точка соединения которых подключена к генератору 3 пилообраз-. ного напряжения, а другие входы †. к чувствительному элементу 4, выполнен-;.- ному в виде схемы приведения уровня (фиг.3), схему ИЛИ 5, подключенную 45 к выходам компаратора 1 и 2 и к регу- лирующему элементу б, связанному с выходным сглаживающим фильтром 7, ко-: торый подключен к чувствительному элементу 4. 50

На фиг.2 показаны диаграммы напряжения, где:

Uä - выход генератора напряжения пилообразной формы 3;

О® — один выход чувствительного элемента 4;

0 — другой выход чувствительного элемента 4;

UI- — выход компаратора 1; ,0 — выход компаратора 2;

Uн - выход схемы ИЛИ.

Чувствительный элемент 5, выполненный в виде схемы приведения уровня, состоит из транзисторов 8 и 9 и резисторов 10-14. Базы транзисторов

8 и 9 соединены через резистор 12, 65 причем точка соединения базы транзистора 8 и резистора 12 является входом схемы. Резистор 13 является эмиттерной нагрузкой транзистора 8.

Последовательно соединенные резисторы

10 и 11, являющиеся коллекторным Делителем напряжения,,в точке соединения представляют собой выход напряжения U g (фиг.2). Резистор 14 является эмиттерной нагрузкой транзистора

9, а точка соединения с ним — выходом напряжения Us .

Стабилизированный источник питания постоянного напряжения работает следующим образом.

Сигнал с генератора 3 напряжения пилообразной формы подается на общую точку соединения входов компараторов 1 и 2, на другие входы поступает сигнал с чувствительного элемента 4. Последний при изменении выходного напряжения источника питания вырабатывает изменения напряжений на своих выходах таким образом, что они пропорциональны изменению выходного напряжения источника питания, равны по величине, но противоположны по знаку (т.е. изменение выходного напряжения чувствительного элемента ЬОЗХ ныэынает также изменение напряжений на его выходах и 08,, и д 0 „1 что (ДОЬЫх1 (новых ) а 0 1х„

ЬОьььg

Таким образом, осуществляется формирование напряжения каждым из компараторов 1 и 2, причем один из них формирует это напряжение по отношению к верхней, а другой по отношению к нижней вершине пилообразного напряжения, выбранного в этом варианте в качестве опорного-и поступающего с генератора 3.

Следовательно, напряжения с выходов компараторов 1 и 2 оказываются сдвинутыми друг относительно друга на 180 по фазе и поступают на соответствующие входы схемы ИЛИ 5, что приводит к удвоению частоты выходного напряжения схемы ИЛИ 5 и частоты работы регулирующего элемента б по отношению к частоте работы генератора 3. Со схемы ИЛИ 5 сигнал посту- . пает на регулирующий элемент б, а затем на выходной фильтр 7.

Изменение выходного напряжения

U I„ по цепи обратной связи через чувствительный элемент 4 .поступает на входы компараторов 1 и 2 и вызывает изменение скважности импульсон на их выходах (следовательно, на выходе схемы ИЛИ 5) таким образом, что выходное напряжение с фильтра 7 возвращается к первоначальному уровню.

На фиг.4 показано использование в качестве регулирующего элемента системы с многофаэным коммутатором на входе стабилизированного источника питания постоянного напряжения, 849168 где в многофазном коммутаторе с

15„ ...,15„ - каналы регулирования, 16 - схема формирования управляющего сигнала н 17 — силовая .часть.

Такой стабилизатор работает следующим образом.

Напряжение, сформированое как по верхней, так и по нижней вершине пилообразного напряжения, с выхода схемы ИЛИ 5 (фиг.1) подается на вход многофазного коммутатора 15, тактируемого генератором, входящим в состав схемы формирования (фиг.1), с выхода коммутатора 15 сигнал распределяется по регулирующим каналам на силовую часть 17.

Таким образом, схема управления многозвенного стабилизатора устойчива по фазе и частоте, позволяет исключить возможность перегрузки регулирующих элементов в силовой части при изменениях фазовых соотношений многофазной коммутации каналов и ШИМ.

Согласно второму варианту (фиг.5)

УСтРОйотВО СОСтОИт ИЗ KOMIIclPcLTOPOB

1 и 2, чувствительного элемента, представляющего собой генератор 3 пилообразного напряжения, амплитуда которого пропорциональна величине напряжения на управляющем входе, 2-х канального источника 18 опорных напряжений, схемы ИЛИ 5, регулирующего элемента 6 и выходного фильтра 7.

В этом случае стабилизатор работает следующим образом.

Сигнал с генератора пилообразного напряжения 3 подается на первые входы компараторов 1 и 2, на вторые входы этих компараторов подается напряжение с 2-х канального источника

18 эталонного напряжения.

Разность напряжений на выходах

2-х канального источника 18 равна минимальному размаху пилообразного напряжения генератора 3, поэтому один из компараторов формирует управляющий сигнал по нижней, а другой по верхней вершине .напряжения пилообразной формы. Напряжения с выходов компараторов 1 и 2 подается на входы схемы ИЛИ 5, с выходов ее — на управляющий вход регулирующего элемента б, а затем — на выходной фильтр

7. На управляющий вход генератора 3 поступает напряжение с вывода для подключения нагрузки фильтра 7. Изменения выходного напряжения приводят к изменениям напряжения на управляющем входе генератора 3, что вызывает изменение амплитуды пилообразного напряжения на управляющем вхо-. де, которое поступает на входы компараторов 1 и 2 и вызывает изменения скважности импульсов напряжения, поступающих на входы схемы ИЛИ 5 и управляющий вход регулирующего элемента б. щего элемента системы с многофазным коммутатбром на входе (фиг.4).

Таким образом, предлагаемый стабилизированный источник питания постоянного напряжения имеет упрощенную (по сравнению с известным) схему за счет исключения парафазного усилителя; а следовательно, существенно уменьшены его габариты за счет исключения в схеме трансформатора. Кроме того, такое устройство позволяет сопрягать схему формирования ШИК с многофазными регулирующими системами,при этом простыми способами можно до15 биться синхронизации всей системы стабилизации напряжения.

Формула изобретения жения, который использован в качестве источника эталонного напряжения, 40 а другой — с соответствующим иэ выходов. чувствительного элемента, причем выход схемы ИЛИ соединен с управляющим входом регулирующего элемента.

2. Источник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в случае использования в многоканальном источнике и схема ИЛИ,и генератор пилообразного напряжения снабжены дополнительными выходами, соединенными с соответствующими входами введенного мно гофазного коммутатора. 25

S$

В этом варианте также возможно использование в качестве регулирую1. Стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, источник напряжения, два компаратора с двумя входами, чувствительный элемент, входом соединенный с выводами для подключения нагрузки, и регулирующий элемент со сглаживающим фильтром, соединенный с отводами для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и уменьшения габаритов источника, он снабжен логической.схемой HJIH, входами соединенной с выходами компараторов,один вход каждого из которых соединен с выходом генератора пилообразного напряI

3. Стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, источник эталонного напряжения, два компаратора с двумя входами, регулирующий элементсо сглаживанн4им фильтром, соединенный с выводами для подключения нагрузки, и чувствительный элемент, входом соединенный с выводом для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения схемы и уменьшения габаритов, QH снаб849168 фиа1 жен логической схемой ИЛИ, в качестве чувствительного элемента испольэован генератор пилообраэного напряжения, выход которого соединен с первыми входами компараторов, а источник эталонного напряжения выполнен с двумя выходами, соединенными со вторыми входами компараторов, выходы которых соединены со входами схемы ИЛИ, выходом соединенной с управляющим входом регулирующего элемента. !

О

4. Источник по п.З, а т л и ч а юшийся тем, что в случае использования в многоканальном источнике и схема ИЛИ, и генератор пилообраэного напряжения снабжены дополнительными выходами, соединенными с соот- ветствующими входами введенного многофаэного коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 541160, кл. С 05 F 1/56, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 619915, кл. С 05 F 1/56, - 1975.

849168

Составитель В. Круглова

Техред M.Коштура Корректор Е.Рошко

Редактор С.Родикова

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная,4

Заказ 6091/61 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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