Способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения

Способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социалистических

Республик

<п>970600 (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 1304.81 (2l ) 3274119/24-07

f$))М К т э с присоединением заявки ¹

Н 02 М 3/335

С 05 Р 1/64

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(33) УДК621. 316. .722.1 (088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30.1082 (72) Авторы изобретения

Ю. И.Драбович, И.О.Слесаревский, С. В. Салко, и Э.В.Демиденко

Институт электродинамики AH Украинской С (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАБИЛИ АЦИИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ТРАНЗИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится. к электро<технике и может быть использовано при построении вторичных источников питания.

Известен способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения, при котором регулятором напряжения являются транзисторы преобразователя, работающие в режиме широтно-импульсной модуляции )1 1.

Недостатками такого способа являются сложность схемы управления,вызванная необходимостью использования широтно-импульсного модулятора, и малое быстродействие системы стабилизации напряжения при различных переходных процессах.

Существенное увеличение быстродействия системы стабилизации достигается при использовании двухпозиционного принципа регулирования.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения, заключающийся в измерении выходного напряжения преобразователя, сравнении его с заданными верхним и нижним опорными уровнями напряжейий и формировании соответственно запирающего и запускающего сигналов, которыми воздействуют на управляющие входы транзисторного преобраэователя, срывая и возбуждая процесс автоколебаний f 2j.

Недостатки известного способа— низкий КПД и повышенные пульсации выходного напряжения, что вызвано до-. полнительными переключениями транзисторов преобразователя при каждой коммутации, обусловленной процессоФ двухпозиционной стабилизации.

Цель изобретения — увеличение КПД и уменьшение пульсаций выходного напряжения стабилизированных транзисторных преобразователей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения, заключающемуся в измерении выходного напряжения преобразователя, сравнении его с заданными верхним и нижним опорными уровнями напряжений и формировании соответственно запирающего и запускающего сигналов, которыми воздействуют на управляющие входы транзисторного преобразователя, срывая и возбуждая процесс автоколе-, 970600 баний, запирающий сигнал формируют в момент равенства верхнего опорного уровня напряжения и результирующего сигнала, образованного путем суммирования измеренного выходного напряжения с импульсами напряжения, кото- 5 рые формируют в моменты переклк>чения транзисторов преобразователя.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг.2 — времен- 19 ные диаграммы, поясняющие способ стабилизации при изменении входного напряжения транзисторного преобразователя.

Устройство содержит источник 1 питания, транзисторный преобразователь 2, состоящий из задающего генератора 3, усилителя 4 мощности, выпрямителя 5 и фильтра б, нагрузку

7, блок 8 сравнения, источник 9 верхнего и нижнего опорных уровней напряжений, усилитель 10, сумматор

11, формирователь 12 импульсов,первый 13 и второй 14 компараторы и блок 15 запуска.

На диаграммах фиг. 2 использованы следующие обозначения: 16 — напряжение на выходе фильтра 6, 17 — то же напряжение при увеличении напряжения источника 1 питания, 18 — импульсы, получаемые в момент переключения транзисторов преобразователя, 19 нижний опорный уровень напряжения на выходе источника 9 20 — верхний опорный уровень напряжения, 21 3S напрея>кение на выходе усилителя 10 мощности! 22 — напряжение на выходе усилителя 10 мощности при увеличении напряжения источника 1 питания.

Процесс стабилизации осуществляют 4О следующим образом.

Подключают источник 1 питания через транзисторный преобразователь 2, состоящий из задающего генератора 3, усилителя 4 мощности, выпрямителя 5 45 и фильтра 6, к нагрузке 7. Возбуждают колебания в задающем генераторе

3, измеряют напряжение на нагрузке

7 и сравнивают его в блоке 8 сравнения с нижним опорным уровнем напряжения, поступающего от источника 9.

Сигнал с блока 8 сравнения, равный разности напряжения на нагрузке 7 и напряжения, поступающего от источника 9, подают на усилитель 10. Наряжение с усилителя 10 суммируют в локе 11 с импульсами, формируемыми блоком 12 в момент переключения транзисторов преобразователя.. Суммарный сигнал подают на вход компаратора 13, на второй вход которого пода- 60 ют напряжение, пропорциональное верхнему заданному уровню стабилизируемого напряжения. В момент равенства этих напряжении формируют запирающий сигнал, которым срывают колебания в 65 задающем генераторе 3 и отключают преобразователь 2 от источника 1 питания.

Напряжение на выходе преобразователя при отключенном преобразователе

2 поддерживается эа счет накопленной энергии в реактивных элементах фильтра б.

С течением времени это напряжение уменьшается. Б момент равенства напряжения на нагрузке 7 нижнему заданному уровню на выходе компаратора 14 формируют запускающий импульс, С помощью блока 15 запуска, возбуждают колебания в задающем генераторе 3 в момент поступления запускающего импульса с компаратора 14. Напряжение на нагрузке начинает возрастать до верхнего заданного уровня стабили эации. Далее коммутация преобразователя в процессе стабилизации выход ного напря>кения повторяется аналогично описанной выше.

Напряжение на нагрузке 7 преобразователя 2 в процессе стабилизации изменяется в некоторых пределах (фиг.2). Изменение входного напряжения или изменение величины сопротивления нагрузки приводит к соответствующему изменению скорости нарастания и спада напряжения 16 и 17 в прежних пределах 19-20, в результате чего выходное напряжение транзисторного преобразователя 2 остается практически постоянным.

Благодаря применению новой последовательности операций, в частности формированию импульсов в блоке 12, суммированию этих импульсов в сумматоре 11 с измеренным выходным напряжением и сравнению результирующего сигнала с выхода сумматора 11 с верхним опорным уровнем напряжения в компараторе 13, на выходе которого формируется запирающий сигнал, срыв автоколебаний преобразователя 2 всег— да происходит в момент пЕреключения его транзисторов, что исключает лишний такт переключения транзисторов преобразователя при повторении срыва и возбуждения преобразователя, т.е. уменьшает потери на переключение транзисторов. Кроме того, срыв автоколебаний преобразователя всегда происходит с некоторым опережением относительно момента равенства измеренного выходного напряжения преобразователя и верхнего опорного уровня, что позволяет уменьшить пульсацию выходного напряжения при сохранении заданной величины его нестабильности.

Таким образом, предлагаемый способ стабилизации позволяет повысить

КПД и уменьшить пульсации выходного напряжения стабилизированных транзисторных преобразователей при сохране970600

Формула изобретения фиг. f нии высокого быстродействия системы стабилизации выходного напряжения.

Способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения, заключающийся в измерении выходного напряжения преобразователя, сравнении

его с.заданными верхним и нижним опорными уровнями напряжений и формировании соответственно запирающего и запускающего сигналов, которыми воздействуют на управляющие входы 15 транзисторного преобразователя, срывая и возбуждая процесс автоколебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения пульсаций выходного напряжения транзисторного преобразователя, запирающий сигнал формируют в момент равенства верхнего опорного уровня напряжения и результирующего сигнала, образованного путем суммирования измеренного выходного напряжения с импульсами напряжения, которые формируют в момент переключения транзисторов преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Раинчик В.М. Стабилизированные преобразователи напряжения. — Сб.

"Устройства вторичных источников электропитания РЭА" МДНТП им.Ф.Э.Дэер жинского. М., 1976, с.107-109, рис.1.

2. Александров Ф.И., Сиваков А.Р.

Импульсные преобразователи и стабилизаторы. Л., "Энергия", 1970, с.16.

970600 л (Риг.Z

Составитель В.Ци;невский

Редактор Л.Пчелинская Техред A.лч Корректор М.Демчик

Закаэ 8417/71 Тираж 721. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4