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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания с больши ми токовыми нагрузками.

Известен однозвенный импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой от токовой перегрузки, содержащий силовой ключ,LCD -фильт датчик тока, схему управления, R5триггер и интегрирующую цепь fj .

Устройство принципиально обеспечивает возможность наращивания силовых модулей вследствие того, что пр определенной величине тока оно переходит в режим стабилизации тока. Однако этот режим является кратковременным и через незначительную временую задержку происходит отключение силового ключа.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенный последовательно в силовую шину силовой ключ, LCD -фиЛьтр, датчик тока, параллельно которому подключена интегрирующая RC -цепь и спусковая цепь, выход которой через диод соединен с выходом схемы. управления и входом силового ключа 2 .

Недостатком известного устройства является то, что устройство при определенных токовых значениях не может переходить в режим стабилизации тока, что исключает возможность автоматического выравнивания токов силовых модулей при их параллельном соединении, т.е. исключается возможность выполнения стабилизации на рабочие токи, значительно превьшающие максимально-допустимый ток одного силового модуля.

Цель изобретения - обеспечение автоматического выравнивания токов силовых модулей при их параллельном соединении.

Поставленная цель, достигается тем, что с многозвенный импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий N параллельно включенных силовых модулей, источник бпорного напряжения и генератор пилообразного напряжения, выходы которых соединены с входами компаратора, причем каждый из силовых модулей содержит последовательно соединенные датчик тока, подключенный к входному выводу, силовой транзистор с узлом усиления,LCD -фильтр, выход

которого соединен с выходными выводами стабилизатора, RC -интегрирующую цепь, подключенную к датчику тока, спусковую цепь на п-р-п и р-п-р транзисторах, выход которой соединен с входным выводом, .в каждьй из силовых модулей введены стабилизатор тока, включенный между общей шиной и первым входом спусковой

10 цепи, схема И, один вход которой соединен с первым входом спусковой цепи, а другой - с выходом компаратора, а выход схемы. И соединен с входом узла усиления силового тран15зистора, резистор, включенный между выходом RC -цепи и вторым входом спусковой цепи.

На чертеже приведена схема многозвенного импульсного стабилизатора.

Устройство содержит N силовых

0 модулей 1, соединенных параллельно к общей нагрузке и управляемых с выхода общей схемы управления, содержащей компаратор 2, источник 3 опорного напряжения и генератор 4 пилооб5разного напряжения.

Каждый силовой модуль 1 содержит последовательно соединенные датчик 5 тока,силовой ключ 6 с узлом усиления, LCD-фильтр 7,спусковую цепь 8, уп0равляющий вход которой через резистор 9 и интегрирующую RC -цепь 10 соединен с датчиком 5 тока, один вывод спусковой цепи 8 соединен с входным выводом, а другой с общей

5 шиной через стабилизатор 11 тока, схему И 12, один вход которой соединен с выходом спусковой цепи 8, другой - с выходом компаратора 2, а выход - с управляющим входом силово0го ключа 6.

Устройство работает следующим образом.

При рабочем токе каждого силового модуля 1, не превышающем максималь5но допустимого, на каждом такте, определяемом периодом Т генератора 4 пилообразного напряжения, силовые транзисторы блока 6 открываются по цепи: выход компаратора 2 - схе0ма И 12 - блок 6 усиления силового транзистора на время Ц, определяемое соотношением

tu 6bix . Т Uex

где и ЗУ - входное напряжение, Ugjji - выходное напряжение.

По окончании t,

-ц по той же цепи происходит запирание силовых транзисторов 6. При этом токи силовых модулей 1 могут отличаться от среднего значения вследствие разбросов параметров элементов 6 и 7, а также различий в температурных режимах.

При достижении тока через какойлибо силовой модуль установленного номинального значения сигнал на конденсаторе RC -цепи 10. достигает порога срабатывания спусковой цепи 8 и происходит блокировка схемой И 12 сигнала компаратора. Выключение спусковой цепи 8 происходит с постоянной

задержкой tg, равной длительности разряда конденсатора RC цепи 10 через собственный резистор и датчик 5 тока на величину напряжения, равную произведению тока стабилизатора 11 на сопротивление резистора 9.

Таким образом, при достижении в i-M модуле 1 тока номинального значения длительность включённого состояния силового транзистора в этом модуле на каждом такте становится меньше, чем в других модулях, |что эквивалентно увеличению и выравниванию с остальными внутреннего сопротивления i-ro модуля 1, причем исключается его аварийная перегрузка.

При уменьшении внешнего сопротивления нагрузки и достижении всеми силовыми модулями 1 номинального тока в каждом происходит уменьшение

т.е. снижение выходного напряже-п

ния ид-дустройство в целом переходит из режима стабилизации напряжения в импульсный режим стабилизации тока. В этом режиме оно работает и в момент действия пусковых токов или перегрузок. Ток стабилизации силового модуля t определяется из соотношения -т . Р . где и..-..- напряжение

.. ТГ порога-включения спусковой схемы 8,

Rg - величина- сопротивления датчика 5 тока.

Таким образом, при использовании предлагаемого стабилизатора, обеспечивается выравнивание токов параллельно включенных силовых модулей.

МНОГОЗВЕННЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий N параллельно включенных силовых модулей, источник опорного напряжения и генератор пилообразного напряжения, выходы которых соединены с входами компаратора, причем каждый из силовых модулей содержит последовательно соединенные датчик тока, подключенный к входному выводу, силовой транзистор с узлом усиления , I.CD -фильтр, выход которого соединен с выходными выводами стабилизатора,ЯС -интегрирующую цепь, подключенную к датчику тока, спуско вую цепь на h-p-h и р -И-р транзисторах, выход которой соединен с входным выводом, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения вьфавнивания токов параллельно вклю ченных силовых модулей, в каждый из них введены стабилизатор тока, включенный между общей шиной и первьлм входом спусковой цепи, схема И, один вход которой соединен с первым входом спусковой цепи, а другой - с выходом компаратора, а выход схемы И соединен с входом узла усиления силового транзистора, резистор, включенный между выходом Я С-цели и вторым входом спусковой цепи.