Способ стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения

Способ стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u>966679 (61) Дополнительное. к авт. саид-ву(22) Заявлено 29.04,81 (21) 3284306/24-07 (51) М. Кл.з

С 05 F 1/56 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень Мо 38 (53) УДК621. 316. . 722. 1 (088. 8) Дата опубликования описания 15 . 10. 82 (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания и может быть использовано в источниках питания постоянного напряжения.

Известен способ стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения путем выявления выходного напряжения источника, сравнение его с заданным значением и получение сигнала рассогласования, формирования сигнала управления по принципу широтно-импульсной модуляции и воздействия указанным сигналом на регулирующие элементы источника питания (1 3.

При этом способе коэффициент усиления отрицательной обратной связи определяет коэффициент стабилизации выходного напряжения. Однако величина коэффициента усиления ограничивается параметрами фильтра, которые в свою очередь ограничиваются заданными габаритами или качеством переходного процесса.

Известен также способ стабилиза.ции выходного, напряжения источника питания постоянного напряжения путем сравнения выходного напряжения источника с заданным значением и получение сигнала рассогласования, ограничения амплитуды импульсов на выходе регулирующего элемента, выделения постоянной составляющей и суммирования ее с сигналом рассогласования, формирования сигнала управления по принципу широтно-импульсной модуляции и воздействия укаэанным сигналом на регулирующий элемент источника питания (23.

Недостатком этого способа является низкая точность стабилизации при возмущающих. воздействиях на систему импульсного регулирования, поскольку постоянная времени фильтра, выделяющего.поСтоянную составляющую, выбирается значительно больше постоянной времени силового фильтра, а следовательно sanac устойчивости и переходный процесс этой системы стабилизации мало отличаются от упомянутой.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стабилизации выходного напряжения источника питания, 25 постоянного напряжения путем сравнения выходного напряжения источника питания с заданным. значением и получения сигнала рассогласования, с последующей его коррекцией и широтно-.им30. пульсной модуляции сигнала управле966679 ния, воздействующего на регулирующий элемент (3).

Недостатком этого способа является низкая точность стабилизации и большая длиТельность переходных процессов при возмущающих воздействиях типа сброса питающего напряжения и наброса тока нагрузки.

Цель изобретения — повышение стабильности выходного напряжения и уменьшение длительности переходного 1П процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения путем сравнения выходного напряжения источника питания с заданным значением и получения сигнала рассогласования с последующей его коррекцией, широтно-импульсной модуляции сигнала управления, воздействующего на регули- рующий элемент, одновременно со сравнением с заданным значением выходное напряжение сравнивается также с опорным значением напряжения и получен- . ный постоянный по величине сигнал отклонения суммируют с скорректированный сигналом рассогласования, затем формируют сигнал управления.

На чертеже представлена структурная схема . уст рой ст ва, реализующего способ.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Из выходного напряжения импульсно-35 го регулятора 1 мощности, управляемого от широтно-импульсного модулято- ра 2, при помощи силового фильтра 3 выделяется постоянное выходное напряжение U > . Затем это напряжение 4g при помощи первого сумматора 4 сравнивается с заданным значением, и полученный сигнал рассогласования через блок 5 линейной коррекции и второй сумматор б поступает на вход ши- 45 ротно-импульсного модулятора 2, обеспечивая устойчивую стабилизацию выходного напряжения Бэы„ в установившемся режиме. При помощи третьего сумматора 7 выявляют снижение выходного напряжения U 8>,„ от заданного значения на определенную величину

U0, производя вычитание иэ заданного зйачения напряжения U выходное напряжение источника питания Us ®„и малое по величине добавочное напряжение UD . Постоянный по величине сигнал отклонения с выхода третьего сумматора 7 поступает на второй вход второго сумматора б, производящего сложение выходного сигнала блока 5 60 линейной коррекции и третьего сумматора 7. Выходной сигнал второго сумматора 6 регулирует скважность выходных импульсов ииротно-импульсного модулятора 2.

При включении источниКа питания, когда ошибка на выходе велика, на выходах первого 4 и третьего 7 сумматоров появляются максимальные напряжения. Вследствие наличия на выходе первого сумматора 4 блока 5 линейной коррекции,:обеспечивающего устойчивость стабилизации в установив- шемся режиме работы источника питания, на первом входе второго сумматора 6 появляется изменяющееся во времени напряжение, поступаюцее на вход широтно-импульсного модулятора 2.

Однако в любом случае блок лиНейной коррекции вносит фазовое запаздывание, поэтому, несмотря на то, что на его входе присутствует ьнксимальное выходное напряжение первого сумматора 4, напряжение на выходе блока линейной коррекции 5 не соответствует уровню напряжения, при котором широтно-импульсный модулятор 2 находится в состоянии насыщения. Выходное напряжение третьего сумматора 7, поступающее на второй вход второго сумматора 6, приводит к насыщению широтно-импульсного модулятора 2, компенсируя фазовое запаздывание, вносимое блоком линейной коррекции.

Поскольку постоянный по величине сигнал отклонения сохраняется на выходе третьего сумматора 7 до того момента времени, пока выходное напряжение силового фильтра 3 не достигнет значения, отличающегося от заданного не более, чем на малое добавочное напряжение Uz, нарастание выход- ного напряжения источника питания

U,„,ïðîèñõoäèò при постоянно насыщенном широтно-импульсном модуляторе 2.

Таким образом предлагаемый способ стабилизации в отличие от прототипа позволяет получить минимально возможное время нарастания выходного напряжения источника питания при его включении.

Обычно блок линейной коррекции выполняется на основе одного апериодического звена, либо двойного апериодического и одного форсирующего звеньев. Сокращение времени нарастания выходного напряжения источника питания, т.е. времени воздействия сигнала рассогласования большой амплитуды на вход блока 5 линейной коррекции, до величины, существенно меньшей (или соизмеримой), чем постоянные времени корректирующих звеньев, которые обычно на порядок превышают постоянную времени силового фильтра, позволяет также существенно уменьшить начальное перерегулирование.

Аналогичное влияние дополнительный канал, образованный третьим сумматором 7, оказывает при сборе питающего напряжения и набросе нагрузки, 966679 6

Составитель В. Широков

Редактор Л. Авраменко Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар

Заказ 7844/66 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 уменьшая колебательность и время переходного процесса ..

Использование предлагаемого спосо" ба стабилизации выходного напряжения источника постоянного напряжения позволяет по сравнению с известным примерно на порядок сократить время переходного процесса при включении источника питания, поскольку позволяет скомпенсировать фазовое опаздывание блока линейной коррекции, посто- 10 янные времени которого обычно на порядок больше .постоянных времени силового фильтра. Сокращение времени переходного процесса при включении источника питания приводит к 15 уменьшению начального перерегулирования. выходного напряжения. Кроме того, использование предлагаемого способа стабилизации позволяет при- . мерно на порядок снизить амплитуду 2О и длительность провалов выходного напряжения ключевого источника питания при сбросе питающего напряжения и набросе нагрузки.!

Формула изобретения

Способ стабилизации выходного напряжения источника питания постоянного напряжения путем сравнения выходного напряжения источника питания с заданным значением и получения сигнала рассогласования с последующей его коррекцией, широтно-импульсной модуляции сигнала управления, воздействующего на регулирующий элемент, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения и уменьшения длительности переходного про-. цесса, одновременно со сравнением с заданным значением выходное напряжение сравнивают также с опорным значением напряжения и полученный постоянный по величине сигнал отклонения суммируют с скорректированным сигналом рассогласования, затем фор,мируют сигнал управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полупроводниковые приборы и их применение, - Сб ° статей под ред.

А ° Я. Федорова, "Советское радио.", 1961, вып. 7, с. 231.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 660033, кл. G 05 Г 1/56, 1979.

3. Электронная техника в автоматике. Сб. статей под ред. Ю. И. Конева, "Советское радио", 1980, вып. 1I, с. 1134 (прототип) .