Способ импульсной стабилизации постоянного напряжения и устройство для его реализации (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

цепи обратной связи, указанную цепь обратной связи отключают на время паузы между указанными однополярными импульсами. Способ стабилизации напряжения постоянного тока заключается в следующем. Входное напряжение постоянного тока преобразуют в последовательност однополярнцх импульсов прямоугольной формы,.которые преобразуют затем в выходное напряжение постоянного тока. Во время действия однополярных импульсов прямоугольной формы формируют опорное напряжение, измеряют выходное напряжение постоянного тока, сравнивают его с опорным, формируют, сигнал рассогласования и модулируют длительность однополярных импульсов прямоугольной формы. Формирование опорного напряжения и измерение выходного напряжения постоя-н ного тока прерывают на время отсутст вия однополярных импульсов прямоугол ной формы. Новая совокупность признаков позволяет снизить потери энергии на- фор мирование опорного напряжения и измерение выходного напряжения постояного тока путем проведения этих oneраций только во время действия однополярных импульсов прямоугольной формы, и таким образом, повысить КПД Известно устройство для импульсной стабилизации постоянного напряжения, содержащее последовательно соединенные ключ и силовой фильтр, выход которого соединен с одним из входов первого сумматора, второй вхо которого соединен с выходом опорного элемента, а выход - с бдним из входов второго сумматора, выход которого подключен к управляющему вход ключа через широтно-импульсный модулятор, ограничитель импульсов, вхо которого подключен к точке соединения ключа и силового фильтра, а выход через маломощный фильтр - к вто рому входу второго сумматора 1 . Недостаток известного устройства заключается в слЬжности и низком КПД. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является им .пульсный стабилизатор постоянного н пряжения, содержащий соединенные по ледовательно ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента Zj. Недостатком известного устройства является низкий КПД, связанный с большими потерями энергии при непрерывном формировании опорного напряжения, непрерывном выявлении выходного напряжения постоянного тока. Цель изобретения - повышение КПД. Поставленная цель достигается тем, что в первом варианте устройства для импульсной стабилизации постоянного напряжения, содержащем, соединенные последовательно ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента. Цепь обратной связи соединена входом с выходом указанного сглаживаю1чего фильтра через введенный коммутирующий элемент управляющий вход которого подключен к точке соединения ключевого регулирующего элемента и сглаживающего фильтра. Во втором варианте устройства указанная цепь обратной связи соединена входом с выходом указанного сглаживающего фильтра через введенный коммутирующий элемент, управлянхций вход которого соединен с выходом введенного датчика тока, который включен между указанным дросселем и конденсатором сглаживающего фильтра. На фиг. 1 изображена схема первого варианта устройства для импульсной стабилизации постоянного напряжения; на фиг.2 - схема второго варианта. Первый вариант устройства для импульсной стабилизации постоянного напряжения содержит соединенные последовательно клпчевой регулирующий элемент 1, сглаживающий фильтр 2 из дросселя и конденсатора, цепь 3 обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра 2, а выходом - с первым входом блока Л управления, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора 5, а выход - к упраелякнцему входу ключевого регулирующего элемента, указанная цепь обратной связи выпол нена на опорном 6, измерительном 7 сравнивающем 8 элементах через введенный коммутирующий элемент 9, управляющий вход которого подключен к точке соединения ключевого регулирующего элемента и сглаживаклцего фильтра 2. Во втором варианте устройства вв ден датчик 10 тока включенный последовательно с дросселем 11 сглаживающего фильтра 2 со стороны конден сатора 12, причем один из выходов датчика 10 тока соединен с управляющим входом коммутирующего элемента 9, включенного между вторым выво дом датчика 10 тока и объединенными входами опорного 6 и измерительного 7.элементов. Первый, вариант устройства pa6oTae следующим образом. При поступлении импульса задающего генератора 5 срабатывает схема управления и выдает сигнал на управляющий вход регулирующего элемен та 1 , который замыкается и подает входное напряжение постоянного тока не сглаживающий фильтр 2. В элементах сглаживающёго фильтра 2 начинает накапливаться энергия, что вызывает повышение напряжения постоянного тока на его выходе. При замыкании регулирующего элемента 1 входное постоянное напряжение постоянного тока подается также на управляю1чий коммутирующего элемента Э, вызывая его замыкание. При этом, напряжение постоянного тока с выхода сглаживающего фильтра 2 поступает на входы опорного 6 и измерительного 7 элементов Измерительный элемент 7 следит за повышением напряжения на выходе .сглаживающего фильтра 2 и подает часть этого напряжения на один из входов сравнивающего элемента 8, на второй вход которого поступает опорное напряжение .с выхода элемента 6. Когда напряжение на выходе сглаживающего фильтра 2 достигает заданного значения срабатывает сравнивающий элемент 8 и выдает сигнал рассогласования на вход схемы 4 управления, которая возвращается в исходное состояние и вызывaet размыкание регулирующего 1 и коммутирующего 8 элементов. Опорный 6 и измерительный 7 элементы отключаются от выхода сглаи живающего фильтра 2 и не потребляют энергию во время отсутствия напряжения на его входе. При поступлении следующего импульса задающего генератора 5 процессы повторяются. При этом выходное .напряжение сглажиаающего фильтра 2 поддерживается на заданном уровне. В зависимости от величины нагрузки и входного напряжения изменяется время выдачи сигнала рассогласования, а следовательно и время замкнутого состояния регулирующего элемента 1. Второй вариант устройства работает аналогичным образом. При этом, коммутирующий элемент 9 находится в замкнутом состоянии пока через дроссель 1 1 фильтра 2 протекает ток, создающий падение напряжения на датчике 9 тока. Коммутирующий элемент 9 замыкается при замыкании регулирующего элемента 1 и размыкается после того, как энергия, запасенная в дросселе 11 фильтра 2, будет передана в его конденсатор 12. Таким образом, сигнал рассогласования формируется в момент нарастания выходного напряжения до заданной величины. Поскольку выходное напряжение нарастает при замкнутом состоянии регулирующего элемента, то целесообразно для уменьшения потерь отключать опорный и измерительный элементы от выхода сглаживаюсцего фильтра во время разомкнутого состояния регулирующего элемента, что позволяет достижение повышения КПД. Выигрыш по КПД пропорционален скважности импульсов на выходе регулирующего элемента и особенно заметен при малых токах нагрузки. Использование предлагаемого способа стабилизации напряжения постоянного тока и устройств для его осуествления позволяет увеличить КПД вторичных источников питания. Формула изобретения 1. Способ импульсной стабилизации остоянного напряжения, заключающийя в том, что с помощью ключевого лемента преобразуют входное постояное напряжение в последовательность одополярных импульсов прямоугольной

формы и регулируют длительность этих импульсов с помощью цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД,указанную цепь обратной связи отключают на время паузы между указанными однополярными импульсами.

2.Устройство для импульсной стабилизации постоянного напряжения, содержащее соединенные последователь но ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока управления, аторой вход которрго подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу кл10чевого регулирующего элемента, отличающ-е е с я тем,что 5 с целью повышения КПД указанная -уепь обратной связи соединена входом с выходом указанного сглаживающего фильтра.через введенный коммутирующий элемент, управляющий вход которого подключен к точке соединения ключевого регулирующего элемента и сглаживающего фильтра,

3.Устройство для импульсной стабилизации постоянного напряжения,

содержащее соединенные последовательно ключевой регулирующий элемент и сглаживающий фильтр из дросселя и конденсатора, цепь обратной связи, соединенную входом с выходом сглаживающего фильтра, а выходом - с первым входом блока упраеления., второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, отли чающеес я тем, что, с целью повышения КПД указанная цепь обратной связи соединена входом с выходом указанного сглаживающего фильтра через введенный коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединение выходом введенного датчика тока, который включен между указанными дросселем и конденсатором сглаживающего фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР tf 660035, кл. GOSF 1/56, 197.

2,Вересов Г. П. Смуряков Ю. Л. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. М., Энергия, 1978 с. 17| рис. 1-За.