Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано в устройствая электропитания для родаюэлектрокной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор содержащий двухтфтиый регулируемый преобразователь выходным трансформатором, усилитель обратной связи, соединенный с выходом стабилизатора, широтно-импульсный Модулятор, одним входом соедиНенный с выкодом усилителя обратйой связи, а другим - с выходом генератора пилообразного напряжения, задающий генератор, фсфшрбватель сигналов, связанный с входами двухтактного преобразователя. Вход формирователя соединен с выходом широтно-импульсного модулятора El ...

Недостатком данного импульсного стабилизатора является несимметричность иМпульсов управления двухтактным преобразователем в каждом полупериоде, следствием чего является одностороинее насыщение сердечника выходного трансформатора (из-за возникновения тока постоянного подмагничивания) и увеличение токрв через транзисторы .преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержсцций двухтактный регулируемый преобразов тель с СИЛОВЫМ трансформатором-через выходные выпря1 датель и фильтр связанный с выходными выбодами, фор лиpoвaтeль импульсов, выходами соединенный с управляющими входами преобразователя, а входами через поторитель, импульсов и непосредственно - с выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом широтно-нмпульсного модулятора,один из входов которого через форкшрователь пилообразного напряжения связан с выходом задающего генератора другой вход широтно-илртульсного модулятора соединен с выходом усилителя обратной связи, входы которого подключены к выходным выводам и источнику опорного напряжения соответственно 2 .. Недостатком известного стабилиза. тора являются низкие массогабаритны показатели силового трансформатора, которые необходимо рассчитывать на . максимальное значение входного напряжения с целью устранения несимметричного режима работы сердечника силового трансформатора в переходны режимах.

Цель изобретения - повышение удельных массогабаритных показателей ста бИлизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий

двухтактный регулируекый преобразователь с силовым трансформатором че рез выходные выпрямитель и фильтр связанный с выходными выводами, формирователь импульсов, выходами соединенный с управляюцими входами преобразователя, а входами через повторитель импульбов и непосредственнос выходом триггера, первый вход которого соединен .с выходом широтноимпульсного модулятора, один из входов которого через формирователь пилообразного напряжения связан с выходом задающего генератора, другой вход широтно-импульсного модулятора соединен с выходом усилителя обратной связи, входы которого подключены к исходным выводам я источнику, опорного напряжения соответственно, введены дополнительный выпрямитель с R С-фильтром, подключенные к выходной обмотке силового трансфс матора и соединенные с первым входом введенного сравнивающего элемента, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выходы сравнивающего элегией т а и формирователя пилообразного напряжения подключены к соответствукицим входам введенного кс 1паратора,, выход которого соединен с вторым входом триггера. .

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3диаграмли напряжений для статического и диналмческого режимов.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит двухтактны .регулируемый преобразователь 1 на транзисторах 2 и 3 и силовом трансформаторе 4 с выходным выпрямителем 5 и фильтром б,управляющие входы преобразователя 1 соединены с выходами формирователя импульсов 7, входы которого черве повторитель импульсов 8 и непосредственно подключены к выходу триггера 9, один из входов которого через широтно-импульсный модулятор 10 и усилитель обратной связи 11 связан с выходом фильтра 6 и выходом стабилизатора,к выходной обмотке силового трансформатора 4 подключен дополнительный выпрямитель 12с R С-фильтром 13, выход которого соединен с одним из входов сравнивающего-элемента. Другой вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения 14, к которому подключен и второй вход усилителя обратной связи 11, выход сравнивающего элемента 15 через компаратор 16 соединен с входом триггера 9, задающий генератор 17 через формирователь пилообразного напряжения 18 связеш с входом компаратора 16 и входом широтно-им-. пульсного модулятора 10. Устройство работает следующим образом. Выходное напряжение преобразователя 1 поступает через выпрямитель 5 и фильтр 6 на выход стабилизатора В усилителе.11 обратной связи происходит сравнение выходного напряже ния стабилизатора с напряжением эта лонного источника. Выходные напряже ния усилителя 11 обратной связи () и генератора 18 (напряжение которого вырабатывается только в первые полупериоды задающего генера тора 17 t/ig сравниваются в модуляторе 10, на выходе которого вырабатывается импульс io при Ufg L/,f . Сигнал с выхода модулятсфа поступает на вход триггера 9. Выходной сигнал L/э триггера 9 поступает на .вход повторителя 8 и на один из вхо дов формирователя импульсов 7. На выходе повторителя, импульсоа 8 вырабатывается импульс 0 , длительность которого равна длительности .сигнала 4/9. Напряжение с вторичной обмотки трансформатора 4 .поступает на выпрямитель 12, а затем на RC-фильтр 13. В ре.зультате сравнения выходног напряжения фильтра 12 и эталр.нного напряжения на выходе сравнивёшндего элемента 15 вырабатывается йа11ряженйе Ц .В компараторе 16 происходит сравнение напряжения с выходнь напряжением пйлообраз.ного генератора 18j в результате на выходе компаратора 16 вырабатывается «мпупьс UjTg / который поступает нивход триггера 9. В статическом- режиме работы стайслизатора (фиг. 2) при минимальном нгцдаяжении питающей сети напряжение на выходе элемента сравнения 15 равно Uis-l f выходе усилителя 11 обратной связи Ufl,., , При этом на; выходе широтно-импульс.ного модул . тора 10 .в интервале f - - вырабатывается импульс Цо. В интервале -х- на выходе компаратора 16 вы рабатывается импульс В интервале О - 2 входе триггера 9 сигна лы, поступающие от модулятора 10 и ксмлпаратора 16 отсутствуют и на его выходе формируется сигнал Уд . С момента t на вход триггера 9 пост пает сигнал с выхода модулятора 9, при этом на выходе триггера 8 сигиа оы отсутствую. Поскольку сигнал с выхода компаратора 16 поступает поз же (в момент tj tg) чем сигнал, поступапщий с выхода модулятора 10 то выходной сигнал триггера определяется с момента О до момента посту ления выходного сигнала модулятора 10 момент i) . При максимальном на ряжении питающей сети напряжение на выходе элемента сравнения 15 равно Ufs г на выходе усилителя li об-т ратной связи - (Jfi-i . При этом на выходе модулятора 10 в интервале t - - вырабатывается импульс Цр . иа выходе компаВ интервале ратора 16 вырабатывается импульс . Аналогично с момента t, на вход триггера 9 поступает сигнал с выхода модулятора 10 раньше, чем сигнал с выхода компаратора 16, и вызйэдной сигнал триггера 9 определяется с момента О - t., . На трансформаторе 4 фсчрмИруются напряжения переменного тока прямо- , угольной.формл, причем вольтсекундная площадь напряжения на первичной обмотке трансформатора 4 при минимальном и максимальном напряжениях питакндей сети получается одинаковой, т.е. U..t.L/.-t,, где и. , и.2 напряжения при минимальном и максимальном значениях питающей сети соответственно. В динамическом режиме (фиг. З) при минимальном напряжении питающей сети напряжение на выходе элемента сравнения 15 равно 5-f на- выходе усилителя обратной ,связи , При этом на выкоде модулятора 10 сигнал отсутствует, а в интерва. у- Т. ле 2 2 выходе компаратора 16 вырабатывает,ся импульс U,f .В интервале О - t2 на выходе триггера 9 вырабатывается импульс Ug . При максимальном напряжении питающей сети сигнал на выходе модулятора 10 отсутствует, а на выходе компаратора 16 вырабатывается импульс в интерПри этом на выходе триггера 9 вырабатывается иктульс в интервале О - t . Вольтсекундная площадь напряжения на первичной обмотке трансформатора 4 при минимальном и максимальном напряжениях питающей сети в динамическом режиме работы стабилизатора получается одинаковой и равна u,-i tz u«.-z-t;, Таким образом, Вольтсекундная площадь напряжения на первичной обмбтке трансформатора независимо от изменения напряжения питающей сети как в статическом, так и в дин{1 в1ческоМ режимах остается постоянной. Это означает, что в динамичес ком режиме не имеет место превышение вольтсекундного напряжения на первичной обмотке трансформатора при Un. и„„ин,а это позволяет произвести расчет транаформатора, исходя из данимального значения напряжения сети, т.е. l/rtMUHУмйкс, В результате уменьшаютсягабариты трансформатора и стабилизированного источника питания в целом.

- --.

-ft

znmm г

V9((9f)i

ГТ1 m Г-П

.

П

i

.. i/rs-г

4

X И X /I

Ы/

П

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержаний двухтактный регулируемый преобразователь с силовым трансформатором, через выходные выпрямитель и « льтр: связанный с выходными выводами, формирователь импульсов, выходами соединенный с упЬавляюефими входами преобразователя, а входамс через повторитель импульсов и непосредственно - с выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора,один из входов которого через формирователь пилообразного напряжения связан с выходом задающего генератора, даугой вход широтно-импульсного модулятора соединен с выходом усилителя обратной связи, входы которогоподключены к выходным выгодам и источнику опорного напряжения соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения удельных массо-габаритных показателей, в него введены дополнительный выпрямитель с RS -фильтром, подключенные к выходной обмотке силового трансформатора и соединенные с первым входом введенного сравнивающего злемента, второй вход которого под8 ключен к выходу источника опорного напряжения, выходы сравнивающего элемента и фЬ{Млирователя пилообразного напряжения подключены к сортветствуяхцим входам введенного ком, паратора, выход которого соединен с вторым входом триггера. О а 4 эо 0: