Ключевой стабилизатор постоянно-го напряжения

Ключевой стабилизатор постоянно-го напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о>802949

К АВТОРСК©МУ СВ ИТфЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 13 ° 09.78 (21)2663087/24-07 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

Опубликовано 070281. бюллетень М 5

Дата опубликования описания 090281 (51)М. Кл.з

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621.316. . 722. 1 (088.8) Д. О. Мельников с.. щД к :

14 TQITtf0 т пхни

Опытное производственно-техническое предприятие по соЩФМЙо, " наладке и внедрению средств и систем автоматиза 9Й)фд)р прокатного н трубного производства (Опытное преЛпрь å

К

"Уралчерметавтоматика") (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания аппаратуры устройств связи, автоматики и вычислительной техники.

Известен ключевой стабилизатор напряжения t17

Известный стабилизатор содержит ключ и дроссель LC-фильтра, включенные последовательно в одну из питающих шин, конденсатор фильтра подключен к выходу стабилизатора, разрядный диод включен между точкой соединения ключа и дросселя фильтра и вторым проводом силовой цепи.

Второй вывод разрядного диода в такой схеме может быть подключен как к общему проводу стабилизатора, так и к отводу от источника напряжения питания.

Данная схема получившая широкое распространение, не позволяет коммутировать ключ с высокой частотой из-за значительных потерь энергии при каждом замыкании ключа.

Известен также стабилизатор который содержит включенные последовательно в одну из питающих шин ключевой элемент и. дроссель LC-фильтра, конденсатор которого подключен к выходным клеммам, параллельно которым подключен входом блок управления, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, первый разрядный диод, подключенный одним из выводов к общей точке соединения ключевого элемента и дросселя фильтра, второй разрядный диод и дополнительный дроссель.

Однако у этого стабилизатора вход и выход не имеют общей точки — в нем второй входной зажим подключен к однополярному с ним выходному зажиму через дополнительный дроссель. Это делает невозможным подключение нескольких таких стабилизаторов к общему источнику питания (в случаях, когда . их выходные цепи имеют общую точку) и кроме того, затрудняет построение

20 двуполярного источника стабилизированного напряжения.

Целью изобретения является. получение в схеме известного стабилизатора общей точки входа и выкода для

Ю расширения сферы его применения с сохранением высокого КПД при работе на высоких частотах коммутации.

Это достигается за счет того, что дополнительный дроссель с паралЗО лельным резистором включен между

802949 точкой соединения ключевого элемента, дросселя LC-фильтра и выводом второго разрядного диода, при этом другие выводы первого и второго разрядных диодов соединены с соответствующими введенными клеммами для подключения источников постоянного напряжения неравной величины.

Клемма для подключения источника постоянного напряжения, соединенная с выводом первого разрядного диода подключена к другой питающей шине.

Если использование дополнительного источника затруднено, то клемма для подключения источника постоянного напряжения, соединенная с первым разрядным диодом подсоединена к вто- 35 рой питающей шине через введенные параллельно соединенные конденсатор и резистор, а клемма для подключения источника постоянного напряжения, соединенная с вторым разрядным дио- 20 дом подсоединена также к другой питающей шине непосредственно.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого стабилизатора с питанием от двух источников напряжения, на 25 фиг. 2 — то же, с питанием схемы от одного источника напряжения.

Стабилизатор содержит последовательный ключевой элемент 1, подключенный к LC-фильтру с дросселем 2 и конденсатором 3, и управляющим вхо- З0 дом соединенный с блоком 4 сравнения, включенным параллельно выходным выводам. К общей точке элемента

1 и дросселя 2 фильтра одним из выводов подсоединен первый разрядный З5 диод 5. Между упомянутым выводом этого,диода и одноименным с ним выводом второго разрядного диода 6 включен дополнительный дроссель 7. Для гашения остаточной энергии дросселя 40

7 (после закрытия диода б) оба вывода этого дросселя шунтированы резистором 8.

Индуктивность дросселя 7 выбирается такой, чтобы до окончания паузы (до замыкания ключевого элемента 1) диод 5 успел полностью закрыться.

На вторые выводы диодов 5, б подаются неравные напряжения: напряжение, прикладываемое к диоду б, должно быть больше напряжения, прикла.дываемого к диоду 5 (но меньше выходного напряжения стабилизатора).

Это достигается либо подключением диода 6 к дополнительному источнику напряжения (указанной величины), при этом свободный вывод диода 5 включен во вторую питающую шину основного источника напряжения (фиг.1), либо подключением второго вывода дио- 60 да 6 непосредственно, а второго выво; да диода 5 через параллельно соединенные конденсатор 9 и резистор 10 к второй шине питания (фиг. 2).

Работает схема следующим образом. 65

При замкнутом элементе 1 ток протекает через этот ключ, дроссель 2, через нагрузку и общую шину стабилизатора. Диоды 5 и 6 при этом закрыты.

При размыкании элемента 1 открывается в первый момент только диод

5 (через диод б в этот момент протекает небольшой ток, определяемый сопротивлением резистора 8). Однако к дросселю 7 с размыканием ключа прикладывается напряжение, равное дополнительному напряжению питания, и ток через него, а следовательно, и через диод б, начинает возрастать °

При этом, поскольку ток дросселя 2 приблизительно постоянен, ток диода

5 соответственно снижается и к окончанию паузы (до замыкания ключа 1) диод 5 полностью закрывается. ток дросселя 7 в конце паузы равен таким образом, току дросселя 2

При следующем замыкании ключа 1 к диоду 5 прикладывается обратное напряжение, однако этот диод уже полностью закрыт. К дросселю 7 прикладывается разность большего и меньшего напряжений питания, и его ток начинает падать. Когда этот ток уменьшается до нуля, диод 6 закрывается, что, как видим, не сопровождается броском тока большой величины.

Схема, приведенная на фиг. 2 работает аналогично описанной. При протекании тока через диод 5 на резисторе 10 и конденсаторе 9 создается некоторое напряжение, которое в дальнейшем обеспечивает закрывание диода

5, когда полностью открывается диод 6.

Предлагаемая схема имеет общую точку входа и выхода, что делает удобным и простым ее применение в .таких случаях, где применение известного стабилизатора затруднено или он вообще неприменим (параллельная работа нескольких стабилизаторов от одного выпрямителя, стабилизация напряжения двухполярного источника и др.) . При этом стабилизатор сохраняет возможность использования высокой частоты коммутации ключа без снижения КПД, что позволяет также уменьшить габариты фильтра стабилизатора и пульсации его выходного напряжения.

Формула изобретения

1. Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенные в одну иэ питающих шин ключевой элемент и дроссель

LC-фильтра, конденсатор которого подключен к выходным клеммам, параллельно которым подключен входом блок управления, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, первый разрядный диод, пОдключенный одним из выводов к общей точ802949

Фиг. /

ВНИИПИ Заказ 10619/61 Тираж 951 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,. 4 ке соединения ключевого элемента и дросселя фильтра, второй разрядный диод и дополнительный дроссель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительный дроссель с введенным параллельным резистором

5 включен между точкой соединения ключевого элемента, дросселя LC-фильтра и выводом второго разрядного диода, прн этом другие выводы первого и второго разрядных диодов соединены с 0 соответствующими введенными клеммами для подключения источников постоянного напряжения неравной величины.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что клемма для 15 подключения источника постоянного напряжения, соединенная с выводом первого разрядного диода, подключена к другой питающей шине.

3. Стабилизатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что клемма для подключения источника постоянного напряжения, соединенная с первым разряд ным диодом, подсоединена к второй питающей шине через введенные параллельно соединенные кочденсатор и резистор, а клемма для подключения источника постоянного напряжения, соединенная с вторым раэрядным диодом подсоединена также к другой питающей шине непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Александров Ф. И.,Сиваков A. P.

Импульсные преобразователи и стабилизаторы. Л., "Энергия", 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 536153, кл. g 05 Г 1/56, 1977.