Многозвенный импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик ()920669 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.05.80 (21) 2931276!24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

G 05 F 1)56

Государственный комлтет (23) Приоритет— (53) УДК 621,316, . 722. I (088.8 ) Опубликовано 15.04.82. Бюллетень ¹.14

Дата опубликования описания 25.04.82 но делам кзобретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

Б. А. Багинский и В. g. Власов

1

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехническив институт нм..С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ИНОГОЗВЕННЫЙ ИИПУг1ЬСНБ1Й СТАБИ,г1ИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО HAllРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для стабилизации и регулирования постоянного напряжения в радиоэлектронных устройствах.

Известны импульсные стабилизаторы напряжения, содержащие коммутирующий ключ, включенный последовательно и питающую шину между дросселями входного

LC-фильтра и выходного 1СД-фильтра (1) и (2).

Недостатком данных стабилизаторов является их большие габариты из-за наличия входного фильтра для защиты от помех.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является многозвенный импульсный стабилизатор напряжения, содержащий последовательно соединенные управляемые ключи и дроссели, одни из выводов которых связаны с диодами, а другие— с. нагрузкой, параллельно которой подключен конденсатор (3).

Недостатком данного стабилизатора является большой уровень высокочастотных помех во входной цепи стабилизатора из-за скачков тока при коммутации ключей.

Цель изобретения — уменьшение уровня высокочастотных помех во входной цепи стабилизатора.

Цель достигается тем, что в многозвенный импульсный стабилизатор постоянного напряжения. содержащий последовательно соединенные управляемые ключи и дросс ли, одни из выводов которых связаны с диодами, а другие — — с одним из выходных выводов и конденсатор подключенный параллельно выходным выводам, другие выводы указанных диодов объединены и подключены к общей шине через дополнительный ключ, и введены дополнительные дноды и подключены Mcæäó первыми отводами обмоток дросселей и общей шиной.

15 Кроме того, ключи могут быть подключены ко вторым отводам обмоток дросселей или к концам обмоток дросселей, свя33llных с диодами.

На фиг. 1 и фпг. 2 представлены схемы возможных вариантов стабилизатора, на фиг. 3 — диаграммы работы устройства.

Стабилизатор содержит источник питания 1, ключи 2 и 3, соединенные с дросселями 4 и 5, одни из выводов которых связаны с диодами 6 и 7. Другие выводы диодов 6

920669

25

Формула изобретения

4а и 7 объединены и подклк>чены через дополнительный ключ 8 к общей шине. Дополнительные диоды 9 и 10 подключены между отводами обмоток дросселей 4 и 5 и общей шиной. В выходной цепи стабилизатора включены параллельно соединенные конденсатор 11 и нагрузка 12. Система управления стабилизатором содержит триггер со счетным входом 13, задающий генератор 14, широтно-импульсный модулятор 15, усилитель цепи обратной связи 16, сравниваюшее устройство 17, источник опорного напряжения 18.

Устройство работает следуюши м образом.

Импульсы с задающего генератора 14 поступают на триггер 13, управляюгцие напряжения с выходов которого (U,, на фиг. 3) обеспечивают работу ключей 2 и 3, в противофазе со скважностью, равной

2, и попеременное подключение источника питания 1 к дросселям 4 и 5. Импульсы с задающего генератора 14 поступают также на широтно-импульсный модулятор 15, управляющее напряжение с выхода которого (U!)z на фиг. 3) обеспечивает отпирание дополнительного клк>ча 8 одновременно с переключением ключей 2, 3. !например, при отпирании ключа 2, ключ 3 з-пирается (момент времени t = 0 на фиг. 3), ток дросселя 5 (!д на фиг. 3) замыкается чсрсз открываюшийся дополнительный ключ 8 по цепи: правый вывод обмотки дросселя 5, конденсатор 1! и нагрузка 12, ключ 8, диод 7, левый вывод обмотки дросселя 5. Одновременно ток источника питания течет через дроссель 4 (1,, на фиг. 3) по цени; «плюс» источника питания 1, ключ 2, дросссль 4, конденсатор 11 и нагрузка 12; «минус» источника питания 1, Время открытого состояния дополнительного ключа 8 (промежуток времени 0 — t; на фиг. 3) задано широтноимпульсным модулятором 15 и зависит 0Т сигнала в цепи обратной связи, содержащей усилитель 16, сравнивающее устройство 17 и источник опорного наг ряжения 18. 11ри выключении дополнительного ключа 8 (момент времени t, на фиг. 3) ток дросселя 5 замыкается по цепи: правый вывод обмотки дросселя 5, конденсатор 11 и нагрузка 12, диод 9, отвод обмотки дросселя. В следук:— гций полупериод процессы, происходившие в одном из звеньев стабилизатора, повторяются в другом звене. При изменении напряжения источника питания 1 нли величины: —:агрузки 12, с помощью цепи обратной связи и широтно-импульсного модулятор» 15 изменяется время открытоп> состояния дополнительного ключа 8 таким образом, что выходное напряжение стабилизатора поддерживается почти постоянным. Изменяя величину напряжения опорного источника 18, можно осуществить регулировку выходного папряжения стабилизатора. Если не требуется большая кратность регулирования выходного напряжения, или необходимо стабилизировать напряжение, изменяющееся в небольших пределах, то целесообразно использовать стабилизатор, изображенный на фиг. 2 . B этом случае упрощаются конструкции дросселей сглаживающих фильтров.

При числе звеньев стабилизатора более двух вместо триггера 13 необходимо использовать кольцевой счетчик.

Пс сравнению с известным стабилизатором, в данном стабилизаторе значительно меньше пульсации входного тока при одинаковом числе звеньев. Уменьшение пульсаций входного тока позволяет уменьшить уровень высокочастотных помех на входе стабилизатора. Уменьшается амплитуда импульсов тока протекающего через ключи и, следовательно, их установленная могцность. Это особенно касается транзисторных ключей, чувствительных к перегрузкам по току. Уменьшение пульсаций тока, потребляемого от источника питания, означает уменьшение гштерь мощности на внутреннем сопротивлении источника. Кроме того, в данном устройстве проще система управления стабилизатором, так как необходим

I >> H p O T H O. H %1 1 . i > C H i É и простой (нсмногофазньгй) задаюгций генератор.

1. Многозвенный импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные управляемые ключи и дроссели, одни из выводов которых связаны с диодами, а другие — с одним из выходных выводов, и конденсатор, подключенный параллельно выходным выводам, отличаюшийc5l тем. что, с целью уменьшения уровня высокочастотных помех во входной цепи, другие выводы указанных диодов об ьединены и подключены к общей шине через дополнительный ключ, и введены дополнительные диоды. подключенные между первыми отводами обмоток дросселей и обгцей шиной.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что ключи подключены ко вторым отводам обмоток дросселей.

3. Стабилизатор по и. 1, отличающийся тем, что ключи подключены к кбнцам обмоток дросселей, связанным с диодами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 55923 1, кл. G 05 Е 1/56, !975.

2. Авторское свидетельство СССР № 641417, кл. G 05 Е 1г46, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР № 327462, кл. G 05 Г = 56, 1972.

920669 и. J

Составитель О. Мещерякова

Редактор М. Товтин Техред A. Бойкас Корректор М. Пожо

Заказ 2340/53 Тираж 908 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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