Импульсный стабилизатор постоянного напряжения (тока)

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения (тока)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет улучшить качество выходного сигнала импульсного стабилизатора постоянного напряжения (тока). Это достигается тем, что, S случае изменения входного напряжения , по цепи обратной связи на вход модулятора 5 длительности импульсов nocfynaeT напряжение. Модулятор 5 вырабатывает импульсы, длительность которых обратно пропорциональна изменению входного напряжения. Эти импульсы управляют ключом 1. При обрыве цепи обратной связи в режиме стабилизации тока происходит значительное увеличение напряжения на выходе усилителя 7 сигнала рассогласования . Длительность импульса на выходе модулятора 5 также увеличивается . Однако, поскольку эти импульсы складываются логическим элементом 4 с импульсами с выхода модулятора 6 длительности импульсов, длительность управляюрщх импульсов не превьяпает заданного значения о 1 ил. § Л в«-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬС ТВУ

7 ь,." .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3803459/24-07 (22) 23. 10.84 (46) 15.05.86. Бюл. К - 18 (72) М.Б.Колоколов (53) 621.316,722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 741248, кл. G 05 F 1/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1065844, кл. G 05 F 1/56, 1982. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ТОКА) (57) Изобретение позволяет улучшить качество выходного сигнала импульсного стабилизатора постоянного напряжения (тока). Это достигается тем, что, в случае изменения входного напряжения, по цепи обратной связи на

„„SU„„1231492 A 1 вход модулятора 5 длительности импульсов поступает напряжение. Модулятор 5 вырабатывает импульсы, длительность которых обратно пропорциональна изменению входного напряжения

Эти импульсы управляют ключом 1. Прн обрыве цепи обратной связи в режиме стабилизации тока происходит значительное увеличение напряжения на выходе усилителя 7 сигнала рассогласования. Длительность импульса на выходе модулятора 5 также увеличивается. Однако, поскольку эти импульсы складываются логическим элементом 4 с импульсами с выхода модулятора 6 длительности импульсов, длительность управляющих импульсов не превышает заданного значения. 1 ил.

1231492

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к импульсным стабилизаторам постоянного напряжения или тока, и предназначено для использования в вычислительной текнике и аппаратуре связи, Цель изобретения — улучшение качества выходного напряжения (тока).

На чертеже представлена схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения (тока).

Стабилизатор состоит из ключевого элемента 1, интегрирующего фильт— ра 2, датчика 3 сигнала обратной связи, соединенных последовательно, логического элемента 4 И, первого модулятора 5 и второго модулятора 6 длитепьности импульсов, усилителя 7 сигнала рассогласования, источника

8 опорного напряжения, компаратора

9, логического элемента 10 НЕ, первого, второго, третьего и четвертого аналоговых ключей 11-14, преобразователя 15 напряжения в частоту. Управляющий вход ключевого элемента 1.соединен с выхоцом логического элемента 4 И, входы которого соединены с выходами первого модулятора 5 длительности импульсов и второго модулятора 6 длительности импульсов. Выход датчика 3 обратной связи соединен с инверсным входом усилителя 7 сигнала рассогласования, прямой вход которого îåäèíåí с выходом источника 8 опорного напряжения. Выход усилителя

7 сигнала рассогласования соединен с первым входом компаратора 9, второй вход которого соединен с выходом источника 8 опорного чапряжения. Выход компаратора 9 соединен со входом логического элемента 10 НЕ. Управляющие входы первого и третьего аналоговых ключей 11 и 13 соединены с выходом компаратора 9, а второго и четвертого аналоговых ключей 12 и 14 соединены с выходом логического элемента 10 НЕ, Входы первого и второго аналоговых ключей 11 и 12 соединены с выходом источника 8 опорного напряжения. Входы третьего и четвертого аналоговых ключей 13 и 14 соединены с выходом усилителя 7 сигнала рассогласования. Выходы первого и четвертого аналоговых ключей 11 и 14 соединены со входом преобразователя

15 напряжения г частоту, выход которого соединен с первыми входами перного и второго модуляторов 5 и 6

2О

30 дпительности импульсов. Зыход11 второго и третье". î ана.л оговых :ключей 12 и 13 соединены со входом TlppBoI модулятора 5 длительности импульсов, Второй:вход второго модулятора 6 дли— тельности импульсов соединен с выходом источника 8 опорного напряжения, Импульсный стабилизатор постоянного напряжения (тока) работает следующим образом.

В случае, когда входное напряжение и сопротивление нагрузки близки к номинальному значению, с выхода датчика 3 сигнала обратной связи на вход усилителя 7 сигнала рассогласования поступает сигнал определенного уровня. При этом на выходе усилителя

7 сигнапа рассогласования уровень напряжения таков, что на выходе компаратора 9 присутстнует логический сигнал "1". Поэтому анапоговые ключи

11 и 13 открыты. Логический сигнал

"1" = выхода компаратора 9, поступая на вход логического элемента 10 HE вызывает появление Hà его вьгходе логиче.кого сигнала "0". Поэтому аналоговые ключи 12 и 14 закрыты. Таким образом, через открытый аналоговый ключ 11 на вход преобразователя 15 напряжения в частоту поступает опорное напряжение с выхода источника 8 опорного напряжения, а через открытый ключ 13 на второй вход первого модулятора 5 длительности импульсов поступает сигнал с выхода усилителя

7 сигнала рассогласования. Преобразователь 15 напряжения в частоту вырабатывает в этом случае импульсы определенной частоты, пропорциональной значению опорного напряжения, которые подаются на первые входы модуляторов 5 и 6 длительности импульсов, Модулятор 5 длительности импульсон вырабатывает управляющие, импульсы, частоты которых равна частоте следования импульсов с выхода преобразователя 15 напряжения в частоту, а длительность которых пропорциональна уровню напряжения с выхода усилителя 7 сигнала рассогласования. Модулятор 6 длительности импульсов вырабатывает импульсы той же частоты, длительность которых постоянна, пропорциональна значению опорног о напряжения и больше или равна длительности импульсов с выхо-. да модулятора 5 длительности импуль-, сов. При этом на выходе логического

1231492 элемента 4 И длительность импульсов равна длительности управляющих импульсов с выхода модулятора 5. Ключевой элемент 1 под воздействием управляющих импульсов с выхода логического элемента 4 И открывается и закрывается, периодически подключая входное напряжение ко входу интегрирующего фильтра 2, который усредняет импульсы входного напряжения, и на его 10 выходе присутствует определенное постоянное напряжение.

Если данное устройство работает в режиме стабилизатора напряжения, то датчик 3 сигнала обратной связи 15 представляет собой дат чик напряжения, и с его входа на вход усилителя 7 сигнала рассогласования поступает сигнал, пропорциональный уровню выходного напряжения. Если данное уст- 20 ройство работает в режиме стабилизатора тока, то датчик 3 сигнала обратной связи представляет собой датчик тока, и с его выхода на вход усилителя 7 сигнала рассогласования посту- 25 пает сигнал, пропорциональный значению выходного тока.

В случае увеличения (уменьшения) входного напряжения выходное напряжение стабилизатора так же начинает щ увеличиваться (уменьшаться).. При этом сигнал с выхода датчика 3 сигнала обратной связи так же увеличивается (уменьшается), а напряжение на выходе усилителя сигнала рассогласо- З вания уменьшается (увеличивается).

Открытый аналоговый ключ 13 пропуска— ет это напряжение без изменений на ,второй вход модулятора 5 длительности импульсов вырабатывает импульсы, длительность которых уменьшается (увеличивается) при увеличении (уменьшении) входного напряжения. Длительность замкнутого состояния ключевого элемента 1 так же уменьшается (увели-qs чивается), что приводит к увеличению (уменьшению) выходного напряжения в случае стабилизатора напряжения, или тока в случае стабилизатора тока.

Таким образом осуществляется широт- q0 но-импульсная стабилизация выходного напряжения (тока). Устройство работает аналогично в случае изменения сопротивления нагрузки в режиме стабилизации тока. 55

В случае значительного увеличения входного напряжения или значительного уменьшения сопротивления нагрузки в режиме стабилизации тока сигнал с выхода датчика 3 обратной связи существенно увеличивается, а напряжение на выходе усилителя 7 сигнала рассогласования существенно уменьшается. По достижении определенного уровня, равного уровню опорного напряжения с выхода источника 8 опорного напряжения, компаратор 9 переключается, на его выходе появляется логический "О", а на выходе логического элемента 10 "HE" — логическая

Аналоговые ключи 11 и 13 закрываются, аналоговые ключи 12 и 14 открываются. При этом вход преобразователя 15 напряжения в частоту через открытый аналоговый ключ 14 соединяется с выходом усилителя 7 сигнала рассогласоваиия, а второй вход модулятора 5 длительности импульсов через открытый аналоговьп ключ 12 соединяется с выходом источника 8 опорного напряжения, чем фиксируется длительность импульсов на его выходе. При дальнейшем увеличении сигнала с датчика 3 обратной связи на вход преобразователя l5 нап- ряжения в частоту начинает поступать уменьшающееся напряжение. Преобразователь t5 напряжения в частоту начинает уменьшагь частоту вырабатываемых им импульсов, в результате чего модулятор 5 длительности импульсов начинает вырабатывать управляющие импульсы с уменьшающейся частотой.

Таким образом вступает в работу контур частотно-импульсного регулирования. Модулятор 5 длительности импульсов настроен так, что при подаче на

ere второй вход уровня равного onopl ному напря>..ению, Hà его выходе длительность импульсов становится близкой длительности рассасывания неосновных носителей в ключевом элемен"е I. При этом длительность замкнутого состояния ключевого элемента 1 всегда будет заведомо больше времени рассасывания.

Модулятор 6 длительности импульсов настроен так, что при подаче на

его второй вход уровня, равного опорному напряжению, на его выходе длительность импульсов не превьппает заданного значения, при котором выходное напряжение стабилизатора (или выходной ток), так же не превьппает заданного значения, При обрыве обратной связи или при обрыве цепи нагруз123 1492

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Составитель С.Чернышева

Техред Л.Олейник Корректор И.Муска

Редактор И. Сегля ник

Заказ 2562/51

Тираж 836 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г„ Ужгород, ул. Проектная, 4

l ки в режиме стабилизации тока проходит значительное увеличение напряжения на выходе усилителя 7 сигнала рассогласования. Вследствие этого

5 происходит значительное увеличение длительности импульса на выходе моду-. лятора 5 длительности импульсов. Однако, поскольку эти импульсы складываются логическим элементом 4 И с 10 импульсами с выхода второго модулятора 6 длительности импульсов, длитель— ность управляющих импульсов не превышает заданного значения. Таким образом, при обрыве цепи обратной связи 15 или при обрыве цепи нагрузки в режиме стабилизации тока, благодаря наличию логического элемента 4 И и второго модулятора 6 длительности импульсов, выходное напряжение стабилиза- 20 тора не превышает заданного значения.

Возможность только однозначного перехода с широтно-импульсного на частотно-импульсный способ регулирования и обработки в сочетании с чет- 25 ким ограничением длительности управляющего импульса и связанного с этим максимального значения выходного напряжения в аварийных ситуациях позволяет значительно улучшить ка — 30 чество выходного напряжения или тока.

Импульсныи стабилизатор постоянно-35 го напряжения (тока), содержащий ключевой элемент, включенный между входным выводом и входом интегрирующего фильтра, выход которого через датчик сигнала обратной связи под- 40 ключен к выходному выводу,.усилитель рассогласования, инверсный вход которого соединен с выходом датчика сигнала обратной связи, прямой вход— с выходом источника опорного напряжения, и модулятор длительности импульсов, один вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения (тока) в не-, го введены компаратор, логический элемент НЕ, четыре аналоговых ключа, логический элемент И и второй модулятор дпительности импульсов, один из входов которого соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, первый вход компаратора, входы первого и второго аналоговых ключей и другой вход второго модулятора длительности импульсов соединены с выходом источника опорного напряжения, второй вход компаратора, входы третьего и четвертого аналоговых ключей соединены с выходом усилителя сигнала рассогласования, выход компаратора соединен с управляющими входами первого и третьего аналоговых ключей и с входом логического элемента НЕ, выход которого соединен с управляющими входами второго и четвертого аналоговых ключей, выходы первого и четвертого аналоговых ключей соединены с входом преобразователя напряжения в частоту, выходы второго и третьего аналоговых ключей соединены с другим входом первого модулятора длительности импульсов, а выходы первого и второго модуляторов длительности импульсов соединены с входами логического элемента И, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента.