Ключевой стабилизатор напряжения

Ключевой стабилизатор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Социалистические

Реслублмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()826313 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.08.79 (21) 2809433/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

51)М К з

G 05 F 1/56

Гееударетееииый комитет (53) УДК 621.316. .722.! (088.8) Опубликовано 30.04.81. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 05.05.81 лв делам изобретеиий и открытий (72) Автор изобретения

Э. М. Кесельман (7!) Заявитель (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к ключевым или релейным стабилизаторам напряжения, и может быть использовано, например, в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен ключевой стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенные коммутирующий элемент; дроссель фильтра, диод и цепь обратной связи, состоящую из сравнивающего и опорного элементов, усилителя постоянного тока и импульсного модулятора (1).

Однако в известной схеме постоянная составляющая тока нагрузки проходит через дроссель фильтра, что вызывает насыщение материала сердечника и приводит к значительным габаритам дросселя фильтра, а также значительным потерям в нем.

Наиболее близким к предлагаемому является ключевой стабилизатор напряжения, содержащий первый коммутирующий элемент, подсоединенный одним выводом к входной клемме, а другим через DLC фильтр к выходной клемме и блок обратной связи, включающий последовательно соединенные узел сравнения, усилитель постоянного тока и пороговый элемент, входом подсоединенный к выходной клемме (2).

Недостатками этого стабилизатора являются низкие удельные массо-объемнь;е показатели, обусловленные размерами дросселя фильтра, работающего с подмагничи ванием и невысокий КПД из-за протекания сквозного тока в коммутирующем элементе.

Цель изобретения — улучшение удельных массо-объемных характеристик и КПД ключевого стабилизатора напряжения. ! о Поставленная цель достигается тем, что в ключевой стабилизатор напряжения введены второй коммутирующий элемент, диод, разрядный коммутирующий элемент, триггер со счетным входом и две ячейки И, а

- дроссель DLC фильтра снабжен дополнительной обмоткой, причем второй коммутирующий элемент подключен одним выводом к входной клемме, а другим к первому выводу диода и через дополнительную обмотку DLC фильтра к выходной клемме, вторые выводы диода и замыкающего диода

DLC фильтра соединены между собой и через разрядный коммутирующий элемент подсоединены к общей шине, выход порогового элемента подключен к счетному входу триг826313

Формула изобретения гера, входам ячеек И и управляющему выводу разрядного коммут .рующего элемента выходы ячеек И соединены соответственно с управляющими выводами первого и второго коммутирующих элементов.

На чертеже приведена схема предлагаемого ключевого стабилизатора напряжения.

Ключевой стабилизатор напряжения содержит коммутирующие элементы 1 и 2, и диоды 3 и 4, подключенные симметрично относительно средней точки обмотки 5 дросселя, соединенной с выходной клеммой. Между выходной клеммой и общей шиной включена нагрузка 6 и конденсатор 7. Разрядный коммутирующий элемент 8 соединяет диоды 3 и 4 с общей шиной. Выходная клемма подключена к входу узла 9 сравнения, выход которого через усилитель 10 постоянного тока и пороговый элемент 11 соединен со счетным входом триггера 12, входами ячеек И

13 и 14 и управляющим выводом разрядного коммутирующего элемента 8. Выводы ячеек

И 13 и 14 соединены соответственно с управляющими входами коммутирующих элементов 1 и 2.

Ключевой стабилизатор напряжения работает следующим образом.

Если напряжение на нагрузке 6 ниже опорного, то пороговый элемент ll открыт, и на его выходе низкий уровень напряжения.

Соответственно закрыт разрядный коммутирующий элемент 8 и открыт один из коммутирующих элементов 1 или 2 (в зависимости от положения триггера 12), например

1. Ток в половине обмотки 5 индуктивности нарастает,и происходит заряд емкости конденсатора 7 фильтра, и как только напряжение на нагрузке превысит опорное напряжение, сработает узел 9 сравнения и через

УПТ 10 закроет пороговый элемент 11. На выходе порогового элемента 11 появится высокий потенциал, который через одну из схем И 13 или 14 закроет ранее открытый коммутирующий элемент 1 и откроет разрядный коммутирующий элемент 8. В момент закрывания коммутирующего элемента 1 на индуктивности возникает ЭДС самоиндукции, минусом приложенная к катоду диода 3, и через открытый ключ 8 поддерживающая ток в нагрузке 6. По мере уменьшения тока, вызванного ЭДС самоиндукции, и вследствие разряда конденсатора 7 фильтра через нагрузку 6 напряжение на последней становится меньше опорного: снова срабатывает элемент 9 сравнения и через

УПТ 10 открывает пороговый элемент 11.

На выходе порогового элемента 11 потенциал меняется с высокого на низкий.

Этот перепад вызывает опрокидывание триггера 12, срабатывает схема И 14, открывается коммутирующий элемент 2 и закрывается разрядный коммутирующий элемент 8.

Теперь ток заряда конденсатора 7 протекает через коммутирующий элемент 2, правую полуобмотку 5 дросселя и нагрузку 6.

Ток в правой полуобмотке плавчо нарастает, за счет индуктивности дросселя, и напряжение на нагрузке повышается, достигая опорного. Далее процесс повторяе ся.

Ключевой стабилизатор напряжения работает в релейном режиме, поэтому частота коммутации определяется током нагрузки и напряжением питания схемы.

Предлагаемая схема в сравнении с известной позволяет исключить постоянное подмагничивание дросселя фильтра током нагрузки стабилизатора, что позволяет улучшить удельные массо-объемные характеристики устройства, а также повысить его КПД за счет исключения сквозного тока через коммутирующие элементы и диоды во время рассасывания носителей в базах последних.

Ключевой стабилизатор напряжения, содержащйй первый коммутирующий элемент подсоединенный одним выводом к входной клемме, а другим через DLC фильтр к выходной клемме и блок обратной связи, включающий последовательно соединенные узел сравнения, усилитель постоянного тока и пороговый элемент, входом подсоединенный к выходной клемме, отличающийся тем, что, с целью улучшения удельных массо-объемных характеристик и КПД, в него введены второй коммутирующий элемент, диод, разрядный коммутирующий элемент, триггер со счетным входом и две ячейки И, а дроссель DLC фильтра снабжен дополнительной обмоткой, причем второй коммутирующий элемент подключен одним выводом к входной клемме, а другим к первому выводу диода и через дополнительную обмотку DLC фильтра к выходной клемме, вторые выводы

40 диода и замыкающего диода DLC фильтра соединены между собой и через разрядный коммутирующий элемент подсоединены к общей шине, выход порогового элемента подключен к счетному входу три ггер а, входа м

45 ячеек И и управляющему выводу разрядного коммутирующего элемента, выходы ячеек

И соединены соответствено с управляющими выводами первого и второго коммутирующих элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полянин К. П. Интегральные стабилизаторы напряжения. М., «Энергия», 1979, с. 8, рис. 1 — 3 а.

2. Авторское свидетельство СССР № 505014, кл. G 05 F 1/56, 1976.

82б313

Составитель Ю. Опадчий

Редактор Ю. Ковач Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2490/69 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4