Импульсный стабилизатор постоянно-го напряжения

Импульсный стабилизатор постоянно-го напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВЧОРСИОМУ СВИ Б ЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социвлнстических

Республик

«»834683 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 517011 (22) Заявлено 25.07.79 (2I)2802704/24-07 5 „ „з с присоединением заявки ¹â€”

G 05 F 1/5б

Государственный комитет

СССР по делам изобретении и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300581. Бюллетень ЙЯ 20

Дата опубликоваиия описания 300581 (5З) УФ» 621. 316. .722.1(088.8) (72) Автор изобретения

В.Н.Скачко (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖКНИЯ

Изобретение -относится к электротехнике и может быть использовано в различной радиоэлектронной аппаратуре и устройствах автоматики, в частности в системах электропитания.

По основному авт.cs, В 517014 известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, который содержит орган управления с генератором пилообразного напряжения и узлом сравнения, триггер, коммутатор, к управляющим входам которого подключены выходы триггера, узел синхронизации триггера и усилитель мощности с трансформатором. Генератор пилообразного напряжения имеет два выхода, один из которых подключен к узлу сравнения (к его первому входу), а другой— через узел синхронизации.к триггеру.

Ко второму входу узла сравнения подключен выход усилителя обратной связи, входы которого подключены соответственно к выходу стабилизатора, связанного со вторичной обмоткой трансформатора усилителя мощности через выпрямитель и фильтр, и к ис" точнику опорного напряжения. Сигнальный вход коммутатора подключен к выходу органа управления (его узла сравнения), а выходы коммутатора подключены ко входам усилителя мощности. Пилообразное напряжение подается на неинвеотируюший вход узла сравнения, на инвертируюшпй вход которого поступает напряжение с выхода усилителя обратной связи. Узел сравнения вырабатывает прямоугольные импульсы, длительность (скважность) которых зависит от знака и степени отклонения выходного напряжения от заданного (опорного) напряжения.Эти импульсы коммутируются коммутатором, управляемым триггером, попеременно на оба входа усилителя мощности.Пе15. реключение триггера производится синхро-импульсами, снимаемыми со второго выхода генератора пилообразного напряжения и сформированными (приведенными к требуемому виду по амплитуде,и по форме) узлом синхронизации. В результате триггер переключается синхронно с моментамн релаксации пилы в генераторе пилообразного напряжения, когда это напряжение, линейно спадая к нулю, вновь возрастает, чтобы, достигнув максимального значения, снова начать падать.Это обуславливает получение большой кратности регулирования (фазового угла проводимости) 1 1.

834683

Одновременно становится актуальным вопрос о симметрии работы усилителя мощности,.т.е. разнице в длительностях прохождения тока через первичную обмотку его выходного трансформатора в обоих направлениях (через обе половины первичной обмотки).

Цель изобретения — обеспечение

«коррекции асимметрии плеч усилителя мощности

Поставленная цель достигается !

О тем, что в импульсном .стабилизаторе постоянного напряжения в трансформатор введена дополнительная обмотка, которая через три последовательно соединенных резистора подключена к одному из входов узла сравнения органа управления, при этом между точкой соединения первых двух резисторов и общим проводом стабилизатора включен конденсатор, образую- 20 щий с первым резистором интегрирующую RC-цепь, а между точкой соединения второго и третьего резисторов с общим проводом стабилизатора включены соединенные параллельно переходы коллектор-эмиттер двух транзисторов различного типа проводимости, причем к переходам база-эмиттер этих транзисторов через четвертый и пятый резисторы подключены противофаэные обмотки дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого через дополнительный вспомогательный двухтактный усилитель подключена к выходам триггера.

На чертеже представлена схема предлагаемого импульсного стабилизатора.

Устройство содержит орган 1 управления с генератором 2 пилообразного напряжения и узлом 3 сравнения, 40 ко входам которого подключены соответственно первый выход генератора

2 пилообразного напряжения и выход усилителя 4 обратной связи, коммутатор 5, выходы которого подключены 45 к усилителю 6 мощности, переключающие входы — к выходам триггера 7, связанного счетным входом через узел S синхронизации со вторым выходом генератора.2, а сигнальный 50 вход подключен к выходу органа 1 управления (узла 3 сравнения). Выход усилителя мощности через трансформатор 9 и выпрямитель 10 связан с выходными зажимами .стабилизатора и с одним йз входов усилителя обратной связи, на второй вход которого подается опорное напряжение. В трансформаторе 9 введена дополнительная вторичная обмотка 11, которая через резисторы 12-14 подключена к одному <0 иэ входов узла 3 сравнения. Между точкой соединения резисторов 12 и

13 и общим проводом стабилизатора подключен конденсатор 15, образуя совместно с резистором 12 интегри- 65 рующую RC-цепь 16, а между точкой соединения резисторов 13 и 14 и общим проводом стабилизатора включены соединенные параллельно между собой переходы коллектор-эмиттер транзистора 17 типа n-p-n и. транзистора 18 типа р-и-р. Переходы,.база-эмиттер этих транзисторов через резисторы

19 и 20 подключены к противофазным выводам вторичной обмотки трансформатора 21, первичная обмотка которо- го через дополнительный вспомогательный двухтактный усилитель 22 подключена к выходам триггера 7.

Устройство работает следующим образом.

В органе 1 управления пилообразное напряжение с первого выхода генератора 2 сравнивается узлом 3 сравнения с напряжением усилителя 4 обратной связи и полученные на его выходе импульсы под воздействием выходных импульсов триггера попеременно переключаются коммутатором 5 соответственно на первый и второй входы усилителя 6 мощности. После усиления они трансформируются трансформатором 9 и, выпрямившись выпрямителем 10, подаются в виде постоянного (и сглаженного) напряжения потребителю и иа усилитель обратной связи для сравнения с опорным напряжением. Триггер 7 переключается от импульсов со второго выхода генератора 2, которые перед подачей на триггер формируются узлом 8 синхронизации. В качестве генератора 2 используется, например, самовоэбуждающийся фантастрон, с которого кроме пилообразного напряжения, можно снимать также и остроконечные импульсы, возникающие во время обратного хода пилы, и использовать их для синхронизации триггера 7 (через узел 8).

Напряжение дополнительной вторичной обмотки 11 трансформатора 9 интегрируется RC-цепью 16, состоящей иэ резистора 12 и конденсатора 15 и, если ее постоянную времени выбрать значительно большей периода следования импульсов с обмотки, то напряжение на конденсаторе 15 при полной идентичности длительностей обоих полярностей (соответственно в обоих полупериодах) на обмотке 11 равно нулю. если симметрия нарушается при появлении ассиметрии в работе усилителя мощности, то на конденсаторе появляется. напряжение, полярность которого (положительная или отрицательная относительно общего провода стабилизатора) зависит от того, в какую сторону произошла асимметрия (т.е. от того, какой из полупериодов стал длиннее другого).

Так как трансформатор 21 через усилитель 22 подключен к выходам триггера 7, то в процессе работы стабилизатора в одном из полуперио834683

15

Формула изобретения дов оба транзистора 17 и 18 одновременно оказываются открытыми (причем на всю длительность полупериода н до насыщения, которое всегда можно обеспечить соответствующим выбором коэффициента трансформации трансформатора 21 и номиналов резисторов

19 и 20), а s другом - закрытыми, так как на их базы действуют запирающие для них напряжения, В течение полупериода, когда транзисторы 17 и

18 находятся в. запертом состоянии, напряжение конденсатора 15 через резисторы 13 и 14 подается на узел 3 сравнения и,так как соотношение уровней напряжения на обоих входах этого узла теперь изменяется, проис-. ходит коррекция его выходного импульса, а значит, и импульса на том sxoде усилителя 6 мощности, который в данном полупериоде сообщается коммутатором 5 с выходом органа 1 управления. В зависимости от того, какую полярность имеет напряжение на конденсаторе 15, происходит увеличение или уменьшение длительности импульса усилителя мощности в рассматриваемом полупериоде. При правильном выборе фазировки обмотки 11 эта коррекция происходит в сторону приближения к длительности второго полупериода, который не корректируется и определяется только основной схемой стабилизатора (узлы 1-10), так как на протяжение этого второго полупериода открыты оба транзистора 17 и 18 и цепь между конденсатором 15 и узлом

3 сравнения замыкается ими на общий провод стабилизатора - независимо от .полярности напряжения. на конденсаторе (при положительной полярности работает транзистор 17, а при отрицательной-18). Замыкание конденсатора

15 и входа узла 3 сравнения прй этом не получается, так как коллекторы транзисторов развязаны от них резисторами 13 и 14, что позволяет сохранять заряд на конденсаторе для использования для корректирования в следующем полупериоде и избежать из менения соотношения двух сравниваемых узлом 3 сравнения напряжений (с генератора 2 и усилителя 4). Обе

45 эти развязки достаточно эффективны только тогда, когда сопротивления резисторов 13 и 14 становятся суще;твенно большими соответственно резистора 12 и резистора, связывающего вход узла сравнения с усилителем обратной связи. Это условие следует соблюдать при расчете стабилизатора.

Однако увеличение сопротивлений резисторов 13 и 14 уменьшает эффективность коррекции и, чтобы достигнуть заданной ее точности, следует после определения номиналов резисторов 1214 выбрать соответствующий коэффициент трансформации трансформатора 9 по обмотке 11 (количество ее витков), Импульсный стабилизатор постоянного напряжения но авт.св. Р 517014, отличающийся тем, что, с целью обеспечения коррекции асимметрии плеч усилителя мощности, в его трансформатор введена дополнительная обмотка, которая через три последовательно соединенных резистора подключена к одному из входов узла сравнения органа управления, при этом между точкой соединения первых двух резисторов и общим проводом стабилизатора включен конденсатор, образующий с первым резистором интегрирующую РС-цепь, а между точкой соединения второго и третьего реэисТороВ с общим проводом стабилизатора включены соединенные параллельно переходы коллектор-эмиттер двух транзисторов различного типа проводимости, причем к переходам базаэмнттер этих транзисторов через четвертый и пятый резисторы подключены противофазные обмотки дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого через дополнительный вспомогательный двухтактный усилитель подключена к выходам триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 517014, кл.G 05 F 1/56, 1976.

834683

Составитель Е.Финогенов

Редактор T.Мермелштайн Техред T. Маточка Корректор В.Синицкая

Заказ 4099/75. Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная.4