Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение качества стабилизации выходного напряжения и повьшение технологичности. При подаче напряжения питания начинает работать задающий генератор 14, ймпульсы которого, пройдя через элемент ИЛИ 13, попадают на входы делителя частоты 12 и регистра сдвига 11, обеспечивая запуск широтно-импульсных модуляторов (ним) 6 преобразовательных ячеек 1. ШИМ 6 обеспечивают периодическую коммутацию силовых ключей 2. Сигнал с выхода yci-тителя обратной связи 17 поступает на управляющие входы ПММ 6 через делитель напряжения, образованный резисторами 19 и 21. При отказе силовой преобразовательной ячейки 1 на выходе формирователя сигнала контроля 7 пояапяется сигнал, запирающий ключ 20, что вызывает увеличение коэффициента деления делителя на пряжения 19,21. В результате коэффициент передачи цепи обратной связи, который увеличивается при уменьшении периода коммутации скповых ключей 2, остается неизменным и не зависит от числа работаюпщх преобразовательных ячеек 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН!

5 4 с 05 F 1/56!!

Ir !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° H А BTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t

;.$

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4197108/24-07 (22) 29.12.86 (46) 07.09.88. Бкл. № 33 (71) Московский авиационный институт им. С . Орджоникидзе (72) М.Н.Аравии и В.В.Мосин (53) 62 1 ° 316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 824161, кл, G 05 F 1/56, 1981, Авторское свидетельство СССР № 1157532, кл. С 05 F i/56, 1984. (54) МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение качества стабилизации выходного напряжения и повышение технологичности. При подаче напряжения питания начинает работать задающий генератор 14, ймпульÄ,;SUÄÄ 1422223 А1 сы которого, пройдя через элемент ИЛИ

13, попадают на входы делителя частоты 12 и регистра сдвига 11, обеспечивая запуск широтно-импульсных модуляторов (ШИМ) 6 преобразовательных ячеек 1. ШИМ 6 обеспечивают периодическую коммутацию силовых ключей 2. Сигнал с выхода усилителя обратной связи 17 поступает- на управляюшие входы

ШИМ 6 через делитель напряжения, образованный резисторами 19 и 21. При отказе силовой преобразовательной ячейки I на выходе формирователя сигнала контроля 7 появляется сигнал, запирающий ключ 20, что вызывает увеличе ние коэффициента деления делителя напряжения 19,21. В результате коэффи-. циент передачи цепи обратной связи, который увеличивается при уменьшении периода коммутации силовых ключей 2, остается неизменным и не зависит от числа работающих преобразовательных ячеек 1.

1422223

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах вторичного электропитания напряжением постоянного тока.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации выходного напряжения и повышение технологич.ности.

На чертеже показана структурная схема предложенного многофаэного импульсного стабилизатора постоянного напряжения, Стабилизатор содержит N идентичЙых преобразовательных ячеек 1, соединенных параллельно, входы которых

1 подключены к входным выводам, каждая ячейка содержит силовой ключ 2, один вывод которого через плавкий предохранитель 3 соединен с входом ячейки 2О

1 и входным выводом стабилизатора, а другой вывод через дроссель 4 соединен с выходом ячейки 1, диод 5, под)слюченный между общей точкой силового ключа и дросселя и общим выводом, 25 широтно-импульсный модулятор 6„ выходом соединенный с управляющим входом силового ключа 2, управляющие входы широтно-импульсных модуляторов

6 объединены, формирователь 7 сигнала контроля, выполненный, например, в виде выпрямителя с инверсией на выходе и обеспечивающий на выходе уровень логического "0" при наличии на дросселе 4 переменного напряжения„ входом подключенный к выводам дросселя 4, а выходом - к первому входу двухвходового элемента И 8, второй вход которого соединен < выходом элемента 9 задержки, выход двухвходового элемента И 8 соединен с входом Формирователя 10 коротких импульсов, N-разрядный регистр 11 сдвига„ выходами соединенный. с синхронизиру ацими входами широтно-импульсных модуляторов 6 и входами элементов 9 задержки преобразовательных ячеек 1, делитель 12 частоты в Н раз, выходом соединенный с информационным входом регистра 11 сдвига, (И+1)-входовой элемент ИЛИ

13, входом соединенный с тактовым входом регистра 11 сдвига и входом делителя 12 частоты, N входов которого соединены соответственно с выходами формирователей 10 коротких импульсов преобразовательных ячеек 1, 55 (0+1)-й вход - с выходом задающего генератора 14, сглаживающий фильтр

15, включенный между выходами преобразовательных ячеек 1 н выходньпя вы водами стабилизатора 16, усилитель

17 обратной связи, входами ооединенный с выходными вйводами стабилизатора 16 и источником 18 опорного напряжения, последовательно соединенные первый резистор 19 и ключ 20, включенные между управляющим входом широтно-импульсного модулятора 6 и выходом усилителя 17 обратной связи, управляющий вход ключа 20 подключен к выходу формирователя 7 сигнала контроля, второй резистор 21, включенный между объединенными управляющими входами широтно-импульсных модуляторов 6 и общим выводом.

Многофазный импульсный стабилизатор работает следующим образом.

При подаче напряжения питания начинает работать задающий генератор

14, импульсы которого, проходя через элементы ИЛИ 13, подают на входы делителя 12 частоты и регистра 11 сдвига, обеспечивая появление импульсов запуска широтно-импульсных модуляторов 6 преобразовательных ячеек 1 на

Ч выходах всех разрядов. Широтно-импульсные модуляторы 6 обеспечивают периодическую коммутацию силовых ключей 2, при этом энергия от источника питания через плавкий предохранитель

3, диод 5 и дроссель 4 поступает на сглаживающий фильтр 15 и выходные выводы 16, Сигнал обратной связи с выхода усилителя 17 обратной связи, пропорциональный разности выходного напряжения и напряжения с выхода источника 18 опорного напряжения, поступает через делитель напряжения, образованный резисторами 19 преобразовательных ячеек 1 и резистором 21, на управляющие входы широтно-импульсных модуляторов 6, регулируя коэффициент заполнения генерируемых ими импульсов и поддерживая постоянную ве» личину выходного напряжения на выходных выводах 16. Появление отказавших ячеек приводит к появлению на выходе Формирователя 7 сигнала контроля сигнала логической "1", который поступает на вход ключа 20 и двухвходового элемента И 8. При этом открывается путь для импульса с выхода разряда регистра 11 сдвига, соответствующего отказавшей ячейке 1, который должен запустить широтно-импульсный модулятор 6 этой ячейки 1, через элемент 9 задержки и двухвходовой

142222 элемент И 8 на вход формирователя коротких импульсов 10. Импульс небольшой длительности с выхода формирователя 10 коротких импульсов поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 13 и дапее на тактовые входы регистра 11 сдвига и делителя 12, вызывая внеочередное изменение их состояний. Это приводит к появлению сигнала запуска широтно-импульсного модулятора 6 на выходе следующего разряда регистра 11 и запуску следуняцей преобразовательной ячейки 1 вместо отказавшей. Далее процесс повторяется и все исправные ячейки 1 работают равномерно с равными временными сдвигами в фазах работы относительно друг друга, но соответственно с меньшим периодом работы каждой ячейки 1. Изменение (уменьшение) периода коммутации силовых ключей 2 преобразовательных ячеек 1 вызывает увеличение коэффициента передачи цепи обратной связи, образованной усилителем 17 обратной связи, однако связь управляющего ключа 20 с выходом формирователя 7 сигнала контроля обеспечивает размыкание этого ключа 20 при появ- оо лении сигнала отказа на выходе формирователя 7 сигнала контроля и соответствующее увеличение коэффициента деления делителя напряжения, образованного резисторами 19 и 21. В результате общий коэффициент передачи цепи обратной связи стабилизатора остается неизменным, что и обеспечивает достижение поставленной цели.

Технико-экономическая эффективность от использования предложенного многофазного импульсного стабилизатора постоянного напряжения, по сравнению с известным, достигается за счет того, что он обладает стабильным коэффициентом передачи цепи обратной связи, не зависящим от числа работающих преобразовательных ячеек, что позволяет избежать ухудшения качества стабилизации и динамических свойств стабилизатора при появлении отказавших ячеек или при введении избыточных преобразовательных ячеек для повышения надежности. Последнее позволяет не учитывать ухудшение качества стабилизации при введении избыточных ячеек и вводить то их число, которое необходимо,для обеспечения заданной надежности устройства. Более эффективным становится также и промьппленное производство предложенных стабилизаторов, поскольку отпадает необходимость подстройки коэффициента .передачи цепи обратной связи для стабили5 заторов с разным числом унифицированных преобразовательных ячеек. Качество стабилизации предложенного стабилизатора остается постоянным на уровне, заложенном в него при проектировании вне зависимости от количества установленных или работающих преобразовательных ячеек. Поэтому при проектировании можно отказаться от введения запасов по динамическим свойствам для обеспечения работоспособности стабилизатора при проявлении отказов, что позволяет оптимизировать параметры стабилизатора и получить более высокий коэффициент стабилизации выходного напряжения. Таким об" разом, внедрение предложенного устройства позволяет повысить качественные показатели вторичных источников

25 питания, выполненных с применением многофазных импульсных стабилизаторов постоянного напряжения.

Формула из обретения

МногоФазный импульсный стабилиза" тор постоянного напряжения, содержащий N ицентичных преобразовательных ячеек, соединенных параллельно и подключенных входами к выводам, а выха35 дами через общий сглаживающий фильтрк входным выводам, каждая из ячеек содержит включенные последовательно между входом и выходом плавкий предохранитель, силовой ключ и дроссель, 40 диод, подключенный между общей точкой силового ключа и дросселя и общим выводом, широтно-импульсньп модулятор выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, 45 .формирователь сигнала контроля, подключенный входом к выводам дросселя, обеспечивающий на входе уровень логического нуля при наличии на дрос селе переменного напряжения и уровень

5 0 логической единицы — в противном .случае, двухвходовый элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя сигнала контроля, второй вход — с выходом элемента задерж55 ки а выход — с входом формирователя коротких импульсов, кроме того, управляющие входы широтно-импульсных модуляторов всех ячеек объединены, N-разрядный регистр сдвига, выходами

1422223

Составитель А.Волкова

Техред А.Кравчук Корректор 0 KpBBQGBB

Редактор Л.Гратилло

Тираж 8бб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4431/48

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 соединенный с синхронизирующими входами широтно-импульсных модуляторов и входами элементов задержки преобразовательных ячеек, (Я+1}-входавой элемент ИЛИ, Я входов которого соеди- нены соответственно с выходами формирователей коротких импульсов М преобразовательных ячеек, (N+1)-й входс. выходом задающего генератора, а 10 выход - с тактовым входом регистра сдвига и входом делителя частоты s

N:pas, выход которого подключен к информационному входу регистра сдвига усилитель Обратной связи, Один вход которого подключен к выходным выводам, а другой " "к источнику опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества стабилизации выходного напряжения и повышения технологичности, в него введены в каядую преобразовательную ячейку последовательно соединенные первый резистор н ключ, включенные между управляющим входом широтно-импульсного модулятора и выходами усилителя обратной связи, причем управляющий вход ключа подключен к выходу формирователя сигнала контроля, и второй резистор включенный между объединенными управляющими входами широтно-импульсных модуляторов и общим выводом.