Импульсный регулятор постоянного тока
Патент 1636957
Авторы
Классы МПК
Импульсный регулятор постоянного тока
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении регуляторов и стабилизаторов постоянного тока (напряжения ). Цель изобретения - снижение уровня электромагнитных помех и пуль саций выходного напряжения регулятора и расширение его функциональных возможностей. В регулятор постоянного тока, содержащий транзисторный ключ 10, DLC-фильтр, образованный диодом 4, дросселем 5 и конденсатором 7, резистивный датчик тока 6, источник 11 опорного напряжения и релейный элемент 14, введены выпрямитель 12 и фильтр 13 среднего значения , а релейный элемент 14 имеет регулируемую ширину петли гистерезиса . Благодаря зависимости ширины петли гистерезиса релейного элемента 14 от тока регулятора рабочая частота регулятора поддерживается постоянной, благодаря чему снижаются пульсации выходного напряжения и уровень генерируемых электромагнитных помех. 3 ил. $ (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК щ) g Н 02 М 3/335
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
I8ыхр Ьх
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4347080/07 (22) 21.12 ° 87 (46) 23,03 91, Бюп, Ф 11 (72).С;Е.Писарчук (53) 62 1 ° 3 14 57(088i8) (56) Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры, Справочник, /Под ред, :Г,С Найвельта„ -:М,:
Радио и связь, 1986,: с, 308, рис..8 1, 8,2 °
Высокоэффективные источники и системы вторичного электропитания РЭА,М,, 1ЩНТП, 19 83 ° с ° 1-.6 (54) ИМПУЛЬСНЬЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении регуляторов и стабилиз аторо в по стоянного тока (напряжения) Цель изобретения - снижение
ÄÄSUÄÄ 1636957 А1
2 уровня электромагнитных помех и пуль саций выходного напряжения регулятора и расширение его функционапьных возможностей, В регулятор постоянного тока, содержащий транзисторный ключ 10, DLC-фильтр, образованный диодом 4, дросселем 5 и конденсата ром 7, резистивный датчик тока 6, источник 11 опорного чапряжения и релейный элемент 14, введены выпря митель 12 и фильтр 13 среднего значения, а релейный элемент 14 имеет регулируемую ширину петли гистерезиса. Благодаря зависимости ширины петли гистерезиса релейного элемента 14 от тока регулятора рабочая частота регулятора поддерживается постоянной, благодаря чему снижаются пульсации выходного напряжения и уровень генерируемых электромагнитных помех, 3 ил
1636957
Изобретение относится к электро технике и может быть использовано при построении регуляторов и стаби-. ( лизаторов постоянного тока (напряжения ), Цель изобретения - снижение уровня электромагнитных помех и пульсаций выходного напряжения регулятора и расширение его функцио- 10 нальных возможностей„
На фиг 1 представлена блок»схема импульсного регулятора постоянного тока; на фиг.2 - регулировочные характеристики предлагаемого регулято- 15 ра и прототипа - зависимость I @ x от
О в, на фиг,3 - rpафики зависимости рабочей частоты f от выходного напря» жения U b, (кривые а относятся к прототипу, кривые б - к предлагаемо» 20 му регулятору), Регулятор (фиг,l) содержит конденсатор l, подключенный к входным клеммам 2 и 3 диодом 4, дроссель 5, рези стивный датчик б тока, конденсатор 7, подключенный к выходным клем» мам 8 и 9 регулятора, транзисторный ключ 10, источник 11 опорного напря» жения, .выпрямитель 12, фильтр 1 3 среднего значения и релейный эле мент 14 с регулируемой шириной петли гистерезиса, Регулятор работает следующим об разом, Входной конденсатор 1, ключ 10, 35
DLC-фильтр, образованный диодом 4, дросселем 5 и конденсатором 7 с вхо» дящим в него датчиком б тока, обра зуют силовую часть схемы регулятора, выходной ток которого I определяется 40 выр ажени ем
UîA (1)
К .т где U — опорное напряжение; 45
К + т- сопротивление датчика тока, Рабочая частота регулятора f опред ел я ет с я выр аже ни ем
2 2/л .v ) (Пв И ь ) 1 - 50 (2) выхдп ) вх где U u U — соответственно вход вх вых ное и выходное напряжения;
1. — индуктивность дрос сеня; переменная составляю™ щая тока дросселя 5 °
ДХ и» (3)
К,т где ДБ - ширина петли гистерезиса релейного элемента 14 °
Для сохранения постоянной рабочей частоты регулятора величину Д? задают в соответствии с выражением (Б вх — живых)
Ьт — — — — — — v
eb(X. вх (4) "э = ("вых вх) <» (5) о» к - П выл гдед = — — —— отк+ в "sp
Т . время открытого состояния от к ключа;
Т - время закрытого состояния в ключа, Постоянная составляющая U фильг" руется в фильтре 13, и с выхода фильтра 13 снимается управляющее напряжение, пропорциональное (Us - U,аи в зависимости от и вых величины которого в релейном элемен" те 14 устанавливается определенная ширина петли гистерезис» Д U, а в дросселе 5 устанавливается определенное значение переменной состав»
ЬП ляющей тока gI = — — и рабочей часК тоты регулятора f (UOx — U8blx) 1
f и вью Дд
Яв х Пвы 1) К;т
П „"вых Д11
При открытом состоянии транзисторного ключа 10 напряжение на первой выходной клемме 8 равно (U вых — Пех), причем ("вых "вх) = ("вх "вь!х) ° при закрытом состоянии ключа 10 на» пряжение равно U b X. Следует отметить "то (Uвых Пвх ) " "выХ "апряже» ния противоположные по знаку, Напряжение с выхода регулятора поступает на вход выпрямителя 12, с выхода которого снимается выпрямлен» ное напряжение, пропорциональное (USbfX — U X), соответствующее открытому состоянию ключа 10 ° Когда ключ закрыт, сигнал на выходе выпрямителя
1 2 o T су тс твует, I
Постоянная составляющая U. в вью ходном напряжении, снимаемом с выпря»: мителя 12, определяется выражением
1636957 6 чей частоты прототипа на краях его диапазона при прочих равных усло» виях
Я в «-Usbtx Цвы
1 в х
К г .
Re.т U вх (11вх "вых ) "вых" (6) 20
30
40
К т
Величина — - = const поэтому раL
Э бочая частота предлагаемого регуля» тора не зависит ни от выходного, ни от входного напряжений, а является
10 постоянной величиной (фиг 3, кривая б). Диапазон изменения рабочей частоты предлагаемого регулятора определяется лишь инструментальной погрешностью реализации и является значительно более узким по сравнению с про то типом, При уменьшении ширины петли гистерезиса релейного элемента 14 уменьшается и величина начального тока регулятора в его регулировочной характеристике (фиг 2, кривая б), тем самым расширяются его функциональные возможности, Пульсации выходного напряжения релейных регуляторов определяются выр аж ени ем
1 Х с (7)
С 4 2f где С вЂ” емкость выходного конденсатора
B прототипе они максимальны на краях диапазона из-за снижения рабо; чей частоты регулятора (фиг 3, кривая а) ° В предлагаемом регуляторе рабочая частота на краях диапазона не уменьшается, зато уменьшается там же переменная составлякщая тока дросселя $ I в соответствии с выражением (4), поэтому пульсации вы» ходного напряжения максимальны при выходном напряжении, равном половине входного, но они оказываются сущест венно меньшими, так как рабочая час тота при этом значительно выше рабо«
Формула изобретения
Импульсный регулятор постоянного тока, содержащий входной конденсатор, подключенный к входным выводам регулятора, транзисторный ключ, связывакг ший коллектор-эмиттерным переходом первый входной вывод с точкой соеди нения катода обратного диода, первого.,вывода датчика тока и первого вывода источника опорного напряжения, релейный элемент, .выходом подключенный к управляющему входу транзистор ного ключа, первым входным выводомк второму выводу источника опорного напряжения, а вторым входным выво дом - к точке соединения второго вы вода датчика тока и первого вывода дросселя, второй вывод которого под ключен к первому выходному выводу регулятора, выходной конденсатор, первым выводом подключенный к перво му выходному выводу, а вторым - к аноду обратного диода и второму выходному выводу, о т л и ч а ю щ и йс я ТеМ что, с целью снижения уровня электромагнитных помех и пульса ций выходного напряжения и расшире» ния функциональных возможностей, в него введены выпрямитель и фильтр среднего значения, а релейный элемент выполнен с возможностью регулирования ширины петли гистерезиса, причем первый входной вывод выпрями теля подключен к катоду обратного диода, второй входной вывод - к точ ке соединения выходного конденсатора и дросселя, выход выпрямителя связан с входом фильтра среднего значения, выход которого подключен к управлякгщему входу релейного элемента
1636957
Й ым
Фх/2
Составитель: С, Коняхин
Техред А.Кравчук
Корректор Н. Ко роль
Редактор:О.Юрковецкая
Заказ 822 Тираж 385 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ун. Гагарина, 101