Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой регулятор, включенный через датчик тока между входными и выходными выводами преобразователя , модулятор длительности, импульсов , выходом соединенный с управляющим входом ключевого регулятора , a входом - с выходом цеПи обратной связи, состоящей из датчика напряжения, входом подключенного к выходным выводам преобразователя, источника опорного напряжения и (коммутатора, соединенного первым входом с выходом датчика тока, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стабилизированного преоб .разователя напряжения путем стабии - е лизации формы его внешней харзктерис 1г тики во всем диапазоне изменений тем пературы окружакмцей среды, в его цепь обратной связи введен сумматор, соединенный CBOHNW входами с выходами указанных источника опорного нап-ряжения , датчика выходного напряжения и коммутатора, a выходом - с указанным выходом цепи обратной связи, причем введенный второй вход указанного коммутатора соединен с выходом указанного датчика напряжения. СО 4

„,ЯЦ„, 1007094

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рад G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, " „ ;.. д!

Н ABTGPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<21) 2891582/24-07 (22) 05 ..03.80 (46) 23.03.83. Бюл. 11 11 (72) В. Я. Жуйков, И. Е . Коротеев и

В. А. Тодоренко (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции. .,(53) 621.316.722.1.(088.8} (56)1. Прянишников В. А. и др. Унифицированные источники с бестрансформаторным входом и микроэлектронные узлы схем управления. Сб."Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА". И., ИДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1979, с. 149, 150, рис. 1,2.

2. Цишевский В. А. Исследования и разработка вторичных источников питания для бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук.М.,МЭИ,1979„ с. 128, рис. 4,8. (54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой регулятор, включенный через датчик тока между входу ными и выходными выводами преобразователя, модулятор длительности: импульсов, выходом соединенный с управляющим входом ключевого регулятора, а входом — с выходом цепи обратной связи, состоящей из датчи" ка напряжения, входом подключенного к выходным выводам преобразователя, источника опорного напряжения и коммутатора, соединенного первым входом с выходом датчика тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це-лью расширения функциональных возможностей стабилизированного преоб. разователя напряжения путем стаби лизации формы его внешней характерис- +

Э тики во всем диапазоне изменений температуры окружающей среды, в его цепь обратной связи введен сумматор, соединенный своими входами с выходами указанных источника опорного нап» ряжения, датчика выходного напряжения и коммутатора, а выходом — с указанным выходом цепи обратной связи, < 1 причем введенный второй вход указан- {,",, ного коммутатора соединен с выходом указанного датчика напряжения. Ю

1007094

Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано при создании надежных вторичных ис" точников питания, в частности при параллельном включении вторичных.источников питания на общую нагрузку.

Известен стабилизированнйй преобразователь напряжения, содержащий ключевЬй регулятор, управляющим входом соединенный с выходом модулято"6 ра длительности импульсов, источник опорного напряжения, датчик выходного напряжения, датчик выходного тока, коммутатор режима работы 1).

Недостатком этого стабилизированного преобразователя являются ограни" ченные функциональные возможности, поскольку его схема не позволяет сформировать требуемую внешнюю характеристику преобразователя, в частности, ха 20 рактеристику, соответствующую режиму стабилизации мощности.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий ключевой регулятор, включенный через датчик тока между входными и выходными выводами стабилизированного преобразователя напряжения, модулятор длительности З9 импульсов, выходом соединенный с управлжщим входом ключевого регулятора, а входом — с выходом цепи обратной связи, состоящей из датчика напряжения, входом подключенного к выходным выводам стабилизированного преобразователя напряжения, источника опорного напряжения и коммутатора, соединенного первым входом с выходом датчика тока. 46

Причем источник опорного напряже" ния выполнен параметрическим, параллельно его стабилитрону включено управляемое сопротивление, выполненное в виде транзисторной ключевой схемы с общим эмиттером и запирающим смещением, соединенное входом управ". ления через коммутатор (стабилитрон) с выходом датчика тока, усилитель сигнала рассогласования, инвертиру- 6 ющий вход которого связан с выходом датчика напряжения, а неинвертирующий — с выходом источника опорного напряжения, причем вход модулятора длительности импульсов соединен с выходом усилителя рассогласования.

Данное устройство реализует два режи ма работы -стабилизации выходного напряжения и, по достижении выходно2

ro тока определенной величины, ста- билизации выходной мощности (2 ).

Недостатком известного стабилизированного преобразователя напряжения являются ограниченные функциональные возможности, связанные с зависимостью величины стабилизируемой мощности от температурного режима.

К числу недостатков данного источника питания следует отнести зависимость величины стабилизируемой мощности от температурного режима работы вследствие того, что в этом режиме работы устройства токи. стабилитрона и управляемого сопротивления (транзисторного ключа) не инвариантны к изменению температуры. Данный недостаток приводит к необходимости использования первичного источника в режимах, отличных от предельно возмож ных (в определенных интервалах температуры), что ухудшает его возможности, а в ряде случаев может увели,чить и его массу °

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стабилизированного источника путем стабилизации формы его внешней характеристики во всем диапазоне изменений температуры окружающей среды.

Эта цель достигается тем, что стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий ключевой регулятор, включенный через датчик тока между входными и выходными выводами стабилизированного преобразователя напряжения, модулятор длительности импульсов, выходом соединенный с управляющим входом ключевого регулятора, а входомс выходом цепи обратной связи, состоящей из датчика напряжения, входом подключенного к выходным выводам стабилизированного преобразователя напряжения источника опор1 ного напряжения и коммутатора, соединенного первым входом с выходом датчика тока, снабжен введенным в цепь обратной связи сумматором, соединенным входами с выходами указанных источника опорного напряжения, датчика выходного напряжения и коммутатора, а выходом -с указанным. выходом цепи обратной связи, причем введенный второй вход указанного коммутатора соединен с выходом ука-. занного датчика напряжения.

3 1007094

На чертеже представлена блок-схема стабилизированного преобразователя напряжения.

К нагрузке 1 подключен выходной вывод 2 стабилизированного преобразователя. Между его входным 3 и вы.ходным 2 выводами. включен ключевой регулятор 4 последовательно с. датчиком 5 тока.

К управляющему входу ключевого 3Э регулятора 4 подключен выход модулятора 6 длительности импульсов, вход которого соединен с выходом цепи 7 обратной связи, состоящей из датчи,ка 8 выходного напряжейия, подключен- 15 ного к выходному выводу 2, коммутатора 9, источника lO опорного напряжения и сумматора 11. Входы сумматора

11 соединены с выходами, источника 10 опорного напряжения, датчика 8 выход- ного напряжения и коммутатора 9, первый вход которого соединен с выходом датчика 5. тока, а второй -- с выходом датчика 8 выходного напряже ния. 25

Для реализации стабилизированного о преобразователя напряжения можно использовать различные известные схемные решения, в частности, резистивный датчик 5 тока, в качестве датчи- 5 ка 8 напряжения — делитель напряжения, в качестве коммутатора 9 — балансный усилитель на транзисторах, ;входы которого связаны с выходами датчиков тока и напряжения, причем в цепи нагрузки транзистора, свя35 эанного:входом с датчиком тока,установлено реле, коммутирующее своими контактами выход датчика тока с входом сумматора в качестве источ1

40 ника 10 опорного напряжения — стабилизатор напряжения параметрического типа, в качестве сумматора 11 - суммирующий усилитель на операционном усилителе, в качестве модулятора длительности импульсов — широтно-им45 пульсный модулятор.

При малой величине мощности нагрузки l,íàïðÿæåíèå с выхода датчика

8 напряжения поступает в сумматор 11, где суммируется с опорным напряжением источника 10 опорного напряжения. Суммарное напряжение поступает с сумматора 11 на вход модулятора 6 длительности импульсов, который формирует импульсы управления ключевым И регулятором 4 таким образом, что на нагрузке 1 стабилизируется напряже ние. В этом режиме работы стабилизи.рованногс преобразователя напряже ние, снимаемое с датчика 5 тока, меньше напряжения, снимаемого с датчика 8 напряжения, в результате чего коммутатор 9 отключает выход датчика

5 тока от входа сумматора 11. С рос.том величины тока нагрузки 1 возрастает напряжение на выходе датчика 5 тока. При определенной величине мощности нагрузки 1 напряжение, снимае" мое с выхода датчика 5 тока, превышает напряжение, снимаемое с выхода. датчика 8 напряжения, и коммутатор.

9 подключает к входу сумматора 11 выход датчика 5 тока, В этом рФкиме работы на нагрузке 1 стабилизируется мощность. °

Введение в источник питания сумматора и перечисленных связей между элементами его структуры обеспечивает реализацию двух режимов paGoты:. стабилизации выходного напряжения и стабилизации выходной мощности (по достижении выходного тока определенной величины). Однако, по сравнению с известным, уровень стабилиэируемой выходной мощности не зависит от изменения температуры. Достигается это тем, что связь, заведенная с выхода датчика 8 напряжения на второй вход коммутатора 9, обеспечивает подачу на вход сумматора 1.1 напряжения, пропорционального току,нагрузки (при превышении этого тока определенной величины).При этом выходное напряжение сумматора 11 определяется тремя составляющими, пропорциональными току нагрузки, выходному напряжению и уровню опорного напряI жения (так как сумматор связан с входами соответственно с выходами коммутатора 9, датчика 8 напряжения и ис". точника опорного напряжения). В отличие от известного в предложенном. устройстве источник 10 опорного напе ряжения используется в узком диапазо" не выходных напряжений, а также в схеме отсутствует управляемое сопротивление (транзисторный ключ), т.е. исключены основные элементы, влияющие на уровень стабилизируемой мощности при изменении температуры, что и позволяет добиться ее инвариантности по отношению к температурному воздействию. Совокупность указанных свойств стабилизированного преобразователя напряжения позволяет применять пределЬно допустимые режимы эксплуатации в широком диапазоне

Составитель В. Цишевский

Редактор Т. Кугрышева Техред Ж. Кастелевич Корректор Ю. Макаренко

Заказ ?139/72 Тираж 872

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1007094 4 температур, что улучшает его исполь- чением коэффициента использования зование, а также использование пер- его по мощности. вично".о источника по сравнению с про- В частности, при использовании тотипом, где от первичного источника предложенного стабилизированного (по вышеуказанной причине) невозмо . преобразователя напряжения в систе.жен отбор максимально возможной мах питания с непосредственным паралмощности в широком диапазоне тем- лельным соединением нескольких одинаператур. ковых стабилизированных преобразователей, удается обеспечить удовлетТехнико-экономический эффект при to всрительное распределение токов менения изобретения зависит от конк- между отдельными преобразователями в ретных технических требований, предь широком диапазоне температур без являемых к стабилизированному пре- введения дополнительных связей, что образователю напряжения, и будеT позволяет снизить стоимость таких увеличиваться в соответствии с увели-1з систем.