Непрерывно-импульсный регулятор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике и может быть иcпoл JЗoвaнo в устройствах электропитания автомати ки , Известен регулятор постоянного напряжения, содержащий электронный ключ, фильтр и блок управления ij. Недостатком данного регулятора является неспособность раагироЕ1ать на изменение нагрузки или опорного сигнала с частотой, превышающей час тоту работы электронного ключа. Наиболее близким-к .предлагае мому по технической сущности является непрерьшно-импульсный регулятор посто: янного напряжения, содержлиий последовательно соединенные ключевой регулируюади-й элемент, ЦС -фильтр, непрерывный стабилизатор напряжения с источником опорного напряжения, блок управления,вь7ходом подключенный к управляющему входу ключевого регу лирующего элемента 21. Недостатком регулятора является : низкий КПД, обусловленный большим запасом напряжения на непрерьшном стабилизаторе для обеспечения возможности реагирования на быстрые из менения нагрузки или опорного напря жения . Цель изобретения - повышение КПД Поставленная цель достигается тем, что в напрерывно-импульсвьзй ре гулятор посто-йкого напряжения, содержащий последовательно соединенны ключевой регулируючий элемент, IDUC фильтр/ непрерывный стабилизатор напряжения с источником опорного напря жения, причем вход ключевого регулирующего элемента -соединен с входным выводом, а выход непрерывного стаби/лизатора напряжения - с выходным вы водом, блок управления, выходом подключенный к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, введены два приемника и два безынерцион ных источника света, инерционный источник света, фильтры высоких и низких частот, причем входы блока управ ления соединены с приемникат ш света, первый из которых через оптически связанный с ним первый беэынерционный исоючник света подключен к выходу DbC -фильтра, а второй приемник света через оптически связанный с ним второй безынерционный источник света и фильтр низких частот и через оптически связанный с ним инерционный источник света и фильтр высоких частот соединен с выходом источника опорного напряжения. На чертеже приведена схема устройства. Непрерывно-импульсный регулятор постоянного напряжения содержит соединенные последовательно регулирующи ключевой элемент l,DbC -фильтр 2, непрерывшлй стабилизатор 3 напряжения,источник 4 опорного напряжения, блок 5 управления, первьЕм входом через оптически связанный первый приемник 6 и источник 7 света подключенный к выходу EljС-фи. ьтра 2, ьторым входом через оптически связанные вторые при емник 8 и источник 9 света и через фильтр 10 низких частот подключенный к в(лходу источника |4 опорного напряжения, второй приемник 8 света через оптически связанный с ним инерционный источник 11 сзета и фильтр 12 высоких частот подключен также к выходу источника 4 рпорного напряжения. Устройство работает следующим образом. При некотором постоянном значении опорного напряжения блок 5 управления открывает ключевой элемент 1 в момент, когда напряжение на выходе сглаживающего DI С -фильтра 2 становится меньше опорного или меньше суммы опорного напряжения и некоторого напряжения, необходимого для нормальной работы непрерывного стабилизатора 3, Некотофое превышение напряжения на выходе сглаживающего фильтра 2 над опорным может быть задано, например, выбором резисторов в цепях питания источников 7 и 8 света. Таким образом, напряжение на выходе сглаживающего фильтра 2 колеблется около опорного напряжения с некоторой частотой, определяемой параметрами ключа 1 и фильтра 2, которая может быть ниже частоты возможных изменений опорного напряжения или сопротивления нагрузки. Эти колебания напряжения сглаживаются непрерывным стабилизатором и на нагрузке поддерживается напряжение, равное опорному. При наличии быстрых изменений в опорном напряжении (постоянная составляющая плюс высокочастотная составляющая) начинает светиться инерционный источник 11 света (например, лампа накаливания), создающий световой поток, пропорциональный величине высокочастотной составляющей опорного напряжения. При наличии в опорном напряжении высокочастотной составляющей постоянной амплитуды на приемник 9 света воздействует постоянный световой поток, пропорциональный среднему значению опорного напряжения плюс эффективное значение высокочастотной составляющей. Соответственно напряжение на выходе фильтра 2 увеличивается так, чтобы на приемник б света воздействовал такой же световой поток, т.е. на входе непрерывного стабилизатора 3 создается запас напряжения/ достаточный для того, чтобы на нагрузке можно было воспроизвести высокочастотные изменения опорного напряжения. При этом КПД электронного ключа I не изменяется/

так как не повышается его рабочая частота/ и увеличение потерь мощности на непрерывном стаС5илизаторе 3 достигает примерно 25% от потерь моцыости в устройстве-прототипе в случае обеспечения им такой же амплитуды быстрых изменений напряжения на нагрузке ввиду обеспечения данной схемой полного использования добавки напряжения при любой амплитуде высокочастотных составляющих. В случае медленных изменений опорного напряжения или сопротивления нагрузки устройство работает аналогично устройству-прототипу. Частота среза фильтров верхних и нижних частот выбирается такой, чтобы обеспечить высокоэффективную (т.е. с высоким КПД) работу

устройства при медленных изменениях образцового напряжений, т.е. примерно в 10 раз ниже рабочей частоты электронного ключа 2. Применение в устройстве Инерционного источника 11 света позволяет обойтись без применения интегрирующих цепей. Тот факт/ что световой поток на приемник 9 увеличивается пропорционально эффективному значению высокочастотных составляющих нельзя отнести к недостатку устройства, так как при на.личии однозначной связи эффективного и амплитудного значения напряжения всегда можно добиться оптимального приращения напряжения на выходе фильра 2 (например, с помощью резистора в цепи светодиода 7).

НЕПРЕРЫВНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУ ЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содер жащий последовательно соединенные ключевой регулирующий элемент, DLCфильтр, непрерывный стабилизатор напряжения с источником опорного на пряжения, причет/1 вход ключевого регулирующего элемента соединен с вхо ным выводом/ а выход непрерывного стабилизатора напряжения - с выходным выводом, блок управления, выходом подключенный к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в кего введены два приемника и два безынерционных источника света, инерционный источник света и фильтры высоких и низких частот, причем входы управления соединены с приемниками света, первый из которых через оптически связанный с ним первый безынерционный источник света подкл:очен к выходу DLC -фильтра, а второй приемник света через оптически связанный с ним второй безынерционный источник света и фильтр низких частот и через оптически связанный с ним инерционный источник света и фильтр высоких частот соединен с выходом источника опорного напряжения.