Стабилизированный источник постоянного напряжения

Стабилизированный источник постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 03. 02. 81 (2! ) 3243132/24-07 с присоелинением заявки М (23 ) П ри ори тет

Опубликовано 07. 09. 82. Бюллетень Рй 33 (51)М. Кл.

6 05 F I/46//

H 02 М 7/217

Гооударстоенный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 62). 316. . 722. 1 (088. 8) Дата опубликования описания 07. 09. 82

В. T. Черепин, Б. И. Чемерисов, С. В. „Лввинзан.и Н. И. Тимченко (72) Авторы изобретения

Опытное конструкторско-технологическ е бюро»

Института металлофизики AH Украинско (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электро технике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания с преобразованием .частоты.

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, содержа." щий блок силовых ключей, соединенный с выходом первичного источника питания, два формирователя пилообраз- щ ного высокочастотного сигнала, входы которых подключены к выходу задающего генератора и соответственно к выходам первичного источника питания и блока опорного напряжения, два 15 компаратора, один из которых входами соединен с выходами первого формирователя пилообразного высокочастотного сигнала и блока опорного напряжения, а другой - с выходами второго формирователя пилообразного высокочастотного сигнала и первичного источника питания, фазообраэующий блок управления, входы которого подключены к выходам задающего генератора и обоих компараторов, а выход" к управляющему входу блока силовых ключей (11.

Недостаток данного устройства определяется низким качеством стабили" зации, поскольку изменение режима работы силовых ключей осуществляется только в соответствии с изменениями входного напряжения, но без учета колебаний выходного напряжения, например при росте или снижении тока нагрузки.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные первичный источник питания, в частном случае с сетевым выпрямителем, и блок силовых ключей, измерительный орган, подключенный к выходным клеммам, инвертирующий уси95 литель, вход которого подключен к выходу измерительного органа, компаратор, один из входов которого сое" динен с выходом инвертирующего усилителя, генератор пилообразного вы" сокочастотного сигнала, вход которого подключен к выходу первичного источника питания, а выход - к дру гому входу компаратора, фазообразу" ющий блок управления, вход которого соединен с выходом компаратора, а выход - с управляющим входом блока силовых ключей.

Известное устройство обеспечивает изменение режима работы силовых .ключей с учетом изменений как входного, так и выходного напряжений «2) .

Однако его недостаток опять же связан с невысоким качеством стабилизации, так как в качестве параметров реагирования используются .действующие значения обеих контролируемых величин. При отсутствии компен" сации изменений мгновенных значений входного напряжения существенно возрастают пульсации выходного напряже" ния.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации выходного напряжения подобного источника.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные сетевой выпрямитель и блок силовых ключей измерительный орган, подключенный к выходным клеммам, инвертирующий усилитель, вход которого подключен к выходу измерительного органа, компаратор, один из входов которого сое,динен с выходом инвертирующего уси" лителя, генератор пилообразного высокочастотного сигнала, выход которого подключен к другому входу компаратора, фазообразующий блок управления, выход которого соединен с управляющим входом блока силовых ключей, введены .второй компаратор, инвертор и логическйй элемент И, причем входы второго компаратора под" ключены к выходам сетевого выпрямителя и генератора пилообразного высокочастотного сигнала, а выход соединен с одним из входов логического элемента И, другой вход которого через инвертор подключен к выходу первого компаратора, а выход

7185 4 соединен с входом фазообразующего блока управления.

На фиг.1 представлена функциональная схема предложенного стабилизированного источника постоянного напряжения; на фиг. 2,а-е - временные диаграммы, иллюстрирующие работу его отдельных узлов.

Силовой тракт устройства составl0 ляют последовательно соединенные се. тевой выпрямитель .1 (фиг. 1), блок

2 силовых ключей (преобразователь напряжения), трансформатор 3 и нагрузочный блок 4 (с собственным выпрямителем). В состав источника входят также генератор 5 пилообразного (линейно подающего) высокочастотного сигнала 5, компараторы 6 и 7, первые входы которых соединены с выл ходом генератора 5. Вторые входы компараторов 6 и 7 подключены к выходам соответственно сетевого выпрямителя 1 и инвертирующего усилителя 8, ! а выходы непосредственно и через инвертор 9 - к входам логического элемента И 10.

Управление силовыми ключами преобразователя 2 напряжения осуществляется фазообразующим блоком 11 управления, вход которого соединен с выходом логического элемента И 1О. Кроме того, устройство содержит связанный с трансформатором 3 вспомогательный выпрямитель 12 и блок 13 опорного напряжения, выходы которого под35 ключены к входам блока 14 сравнения.

Выход последнего соединен с входом инвертирующего усилителя 8.

Принцип работы источника сводит40 ся к следующему.

Переменное сетевое напряжение выпрямляется выпрямителем 1 и подается на вход преобразователя 2 напряжения. Часть выпрямленного. пульсирующего напряжения поступает также

45 в компаратор 6, где сравнивается с пилообразным высоконастотным сигналом генератора 5 (фиг..2,а). Широтно-импульсные сигналы на выходе компаратора 6 имеют место лишь при превы.

50 шении пилообразного сигнала над выпрямленным (фиг. 2,б) . Изменение длительности данных широтно-импульсных сигналов в течение одной полуволны выпрямленного напряжения происхо55 дит от максимума к минимуму и затем вновь к максимуму.

Часть выходного напряжения, полученная с помощью вспомогательного

Таким образом, одновременная отработка изменений мгновенных значений входного напряжения, а таьме колебаний выходного напряжения при

5 изменениях тока нагрузки обеспечивает повышенное качество стабилизации выходного напряжения устройства.

5 957 выпрямителя 12, сравнивается в блоке

14 сравнения с опорным напряжением источника 13. Выходной сигнал блока

14 сравнения инвертируется в усилителе 8 и поступает в компаратор 7, где сравнивается с тем же пилообразным высокочастотным сигналом генератора 5 (фиг. 2,в). Широтно-импульсные сигналы на выходе компаратора 7 имеют место лишь при превышении пилооб- 10 разного сигнала над сигналом постоянного тока инвертирующего усилителя 8 (фиг. 2,c). Закон изменения длительности данных широтно-импульсных сигналов фактически совпадает с характе-.1з ром изменения напряжения на нагрузочном.блоке 4 при колебаниях тока нагрузки.

С выхода компаратора 6 непосредственно, а с выхода компаратора 7 че- 20 рез инвертор 9 последовательности широтно-импульсных сигналов поступают на логический элемент И 10, где реализуется операция совпадения, т.е.

- происходит вычитание выходных сигна- 25 лов обоих компараторов. Следовательно,на выходах логического элемента

И 10 и блока 11 управления появляют ся прямоугольные сигналы (фиr. 2,д), длительность которых находится в об- 34 ратно-пропорциональной зависимости как от мгновенных значений входного сетевого напряжения, так и от выходного напряжения, подводимого к нагрузочному блоку 4. Управляя с помощью и этих импульсов силовыми ключами преобразователя 2 напряжения, на выходе последнего будем иметь двухполярные вырезки сетевого напряжения с синусоидальной огибающей (фиг. 2,е). 4о

Наклон пилообразного сигнала выбирается таким образом, чтобы площади всех вырезок сетевого напряжения как в начале, так и в середине полуволн были одинаковыми. В этом случае на нагрузочном блоке 4 формируется постоянное напряжение с незначительной пульсацией.

Формула изобретения

Стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные сетевой выпрямитель и блок силовых ключей, измерительный орган, подключенный к выходным клеммам, инвертирующий усилитель, вход которого подключен к выходу измерительного органа, компаратор, один из входов которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, генератор пилообразного высокочастотного сигнала, выход которого подключен к другому входу компаратора, фазообразующий блок управления, выход которого соединен с управляющим входом блока силовых ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации, в него введены второй компаратор, инвертор и логический элемент И, причем входы второго компаратора подключены к выходам сетевого выпрямителя и генератора пилообразного высокочастотного сигнала, а выход соединен с одним из входов логического элемента И, другой вход которого через инвертор подключен к выходу первого компаратора, а выход соединен с входом фазообразующего блока управления .

Источники инфЬрмации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 734636, кл. t 05 F 1156, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

541160, кл. Q 05 F 1/56, 1975