Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К- АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>997013

Союз Советских

Соцыалывтыческих

Республык (61) Дополнительное к авт. свид-ву И) М. Кд.

С 05 F 1/58 (22) Заявлено 030881 (2т) 3329878/24-07 с присоединением заявки N9—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 150283. Бюллетень М б

Дата опубликования описания 150283 ($3) УДК 621. 316 .

° 722.1(088.8) Н.A.-Соцков, Б.С. Каминер и В.П. Бобров

1 .- .;:

1 (72) Авторм изобретения

6 ;,<1Щу .| з4. P! Я, (1 (71) Заявитель

{ 54 ) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Импульсный стабилизатор постоян-, ного напряжения относится ы.источникам вторичного электропитания и может .быть использован в источниках электропитания радиоэлектронной ап- . паратуры и в. системах автоматики.

Известно устройство, представляющее собой импульсный стабилизатор компенсационйого типа и состоящее из

-импульсного регулятора, LCО-фильтра, блока управления, выход которого

:подключен к входу импульсного регулятора, и времязадающей RC-цепи, с по. мощью .которой создаются автоколеба ния )1).

Однако данное устройство характе-. ризуется тем, что частота автоколебаний изменяется при изменении вход ного напряжения и тока нагрузки. Это увеличивает массу и габариты устройства, а "также -увеличивается полоса частот излучаемых помех, При работе такого стабилизатора в широком диапазоне.изменения входного напряжения и тока нагрузки возникают трудности с получением высокой стабильности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенные импульсный регулятор и LCD-фильтр, датчик тока, включенный между выводом дросселя 1 СО-фильтра и выходным выводом, усилитель,. вход . которого подключен к датчику тока, а вйход соединен с управляющим входом импульсного регулятора и выходом блока управления, входная цепь которого связана с упомянутым ,выходным выводом через резонансный

LC-фильтр P2)

Недостатком известного стабилизатора является низкая надежность, которая обусловлена низкой устойчивостью автоколебаний прн рабове стабилизатора в широком диапазоне изме- . нения токов нагрузки. Кроме того, такой стабилизатор может работать только при определенной, не менее заданной,:.величине напряжения пульсаций на выходе, что ограничивает

Ф . его область применения.

Цель изобретения — повышение надежности эа счет обеспечения устойчивости автоколебаний при изменении тока нагрузки от нуля до номинального значения.

Цель достигается тем, что в устройстве вход LC-фильтра соединен с

99 7013 выходным выводом стабилизатора через дополнительно введенный резистор, а с выводом дросселя LCD-фильтра, подключенным к датчику тока, — через дополнительно введенный конденсатор.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, Предлагаемое устройство содержит импульсный регулятор 1, LCD-фильтр 2 резонансный LC-фильтр 3, блок управления 4, датчик тока 5 с усилителем

6, резистор 7 и конденсатор 8.

Выход блока управления 4 включен к входу импульсного регулятора 1.

Датчик тока 5 включен в разрыв между выводами дросселя и конденсатора

LCD-фильтра 2, а выход усилителя б датчика тока 5 подключен к входу импульсного регулятора 1, образуя защиту стабилизатора по току нагрузки. Конденсатор 8 подключен одним выводом к общей точке соединения вывода дросселя и выходом датчика тока 5, а другим выводом — к обцей точке соединения дросселя резонансного

LC-Фильтра 3 с выводом резистора 7.

Устройство работает следующим 25 образом.

В исходном состоянии при включенных входном напряжении и нагрузке с выхода импульсного регулятора 1 на 30 вход LCD-фильтра 2 поступает последовательность прямоугольных импульсов определенной длительности. С выхода

LCD-фильтра 2 отфильтрованное напряжение в виде постоянной и переменной.35 составляюших поступает на выход стабилизатора и через резистор 7 на вход резонансного LC-фильтра 3, а с выхода последнего — на в%од блока управления 4. Одновременно перемен- @» ная составляющая напряжения, снимается с датчика тока 5 и пропорциональная переменной составляющей тока дросселя LCD-фильтра 2, через конденсатор 8 и конденсатор LCO-фильтра 2 поступает на вход резонансного

LC-фильтра 3. Амплитуду переменной составляюцей выходного напряжения, поступаюцего на вход резонансного

LC-фильтра, снижают до требуемого значения посредством увеличения емкости LСD-фильтра 2, установкой двойного LCD-фильтра 2 и резистором 7. Амплитуду переменной составляющей напряжения, снимаемую с датчика тока, увеличивают за счет увеличения сопротивления датчика тока до такого уровня, чтобы это напряжения было на поярдок выше напряжения, поступаюцего на вход резонансного LC-фильтра с выхода стабилиза- 6О тора. Фаза напряжения, снимаемого с датчика тока 5, на 90 отстает от фазы выходного напряжения стабилизатора. Поскольку переменная составляюцая напряжения, снимаемая с датчика Я тока, значительно выше переменной составляющей, снимаемой с выхода стабилизатора, то на вход блока управления 4 через резонансный LC-фильтр 3 действует только сумма двух напряжений: постоянной составляюцей с выхода стабилизатора и переменной синусоидальной составляющей, пропорциональной переменной составляющей току дросселя LCD-фильтра 2. При этом фазовый сдвиг этой переменной составляющей меньше, чем фазовый сдвиг переменной составляющей выходного напряжения стабилизатора.

В блоке управления 4 напряжение с выхода резонансного LC-фильтра 3 сравнивается с опорным напряжением, преобразуется в госледовательность прямоугольных импульсов, модулированных по длительности, и с выхода поступает на вход импульсного регулятора 1, образуя замкнутую импульсную систему автоматического регулирования (стабилизации) выходного напряжения стабализатора, работающего в автоколебательном режиме. Так как резонансный LC-фильтр 3 пропускает только основную гармонику переменной составляющей, снимаемой сдатчика тока, то работа происходит на постоянной резонанснсй частоте этого фильтра.

Если напряжение на датчике тока недостаточно для открывания транзистора усилителя 6, то сигнал на его выходе отсутствует. При изменении входного напряжения или тока нагрузки в широких пределах начинает изменяться ам-. плитуда прямоугольных импульсов на входе LCD-фильтра, соответственно начинает изменяться сигнал ошибки таким образом, что плоцадь прямоугольных импульсов на входе LCD-фильтра сохраняется, а следовательно, и среднее значенРе выходного напряжения поддерживается постоянным с известной для импульсного pe ëèðîâàíèÿ ошибкой.

При этом частота автоколебаний сохраняется постоянной, а колебания на других частотах отсутствуют, так как в предлагаемом стабилизаторе как в импульсной системе автоматического регулирования (стабилизации), работающей в автоколебательном режиме, обеспечивается баланс амплитуд и фаэ. При этом пульсацию выходного напряжения можно практически свести к нулю, так как она уже не влияет на работу стабилизатора.

При коротком замыкании цепи нагруз. ки напряжение на датчике тока 5 увеличивается, транзистор усилителя б датчика тока открывается и сигнал с его выхода запирает импульсный регулятор 1, ограничивая ток короткого замыкания, и затем защита работает в режиме стабилизации тока в автоколебательном режиме.

997013

Составитель В. Широков

Редактор М. Бандура Техред Т.Маточка- Корректор В. Бутяга

Заказ 933/66 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

В предлагаемом устройстве надежность обеспечивается за счет того, что независимо от колебаний тока нагрузки от нуля до заданного номинальнОго значения обеспечиваются, в отличие.от прототипа, устойчивые автоколебания, обусловленные балансом амплитуд и фаэ в стабилизаторе, как в замкнутой импульсной системе автоматического регулирования (стабилизации). Кроме того, в отличие от прототипа, в предлагаемом устройстве пульсация выходного напряжения может быть снижена практически до нуля, так как она уже определяют работу стабилизатора, что расширяет

Область применения. При этом в предлагаемом устройстве сохраняются свойственные прототипу высокая динамическая и статическая стабильность, малый вес и габариты, высокий коэффициент полезного действия и простота устройства.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоян ного напряжения, содержащий последовательно включенные импульсный.регулятор и LCD-фильтр, датчик тока, включенный между выводом дросселя

LCD-фильтра и выходным выводом, усилитель, вход которого подключен к датчику тока, а выход соединен с управляющим входом импульсного регулятора и выходом блока управления, входная цепь которого связана с упомянутым выходным выводом через резонансный LC-фильтр, о т л и ч а ю щ и й—

l0 с я тем, что, с целью повышения на-, дежности, вход указанного LC-фильтра соединен с выходным выводом стабилизатора через дополнительно введенный резистор, а с выводом дросселя

LCD-фильтра, подключенным к датчику тока, — через дополнительно введенный конденсатор.

Источники информации, 2О принятые во внимание при экспертизе

1. Грейвер Е.С. Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока.

Изд-во "Связь", 1970, с. 135-136.

2. Авторское свидетельство СССР

9 .586440,кл. 6 05 Г 1/56, 1977 (прото тип) .