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

f Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в блоках питания радиоэлектронной аппаратуры. Известен импульсный стабилизатор напряжения (ИСН), содержащий силовой ключ,LCD -фильтр,узел управ ления и непрерывный стабилизатор на пряжения lj . Недостатком стабилизатора напряжения является низкий коэффициент полезного действия в режиме переходного процесса, так как .повышенная динамическая стабильность выходного напряжения обусловлена непрерывным стабилизатором напряжения, обеспечивающим поступле ние недостающей мощности в нагрузку при скачкообразном уменьшении сопротивления нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсньй стабилизатор напряжения содержащий между своим входом и вых дом последовательно соединенные сил вой ключ и LCD -фильтр, делитель напряжения, включенный параллельно выходным клеммам, усилитель ошибки неинвертирующим в содом соединенный с выходом делителя напряжения, источник опорного напряжения,включенн между общей шиной и неинвертирующим входом усилителя ошибки, компаратор .неинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генерато пилообразного напряжения, выходом напряжения пилообразной формы подкл ченный к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа 2. Недостатком стабилизатора являе ся низкая динамическая стабильност выходного напряжения при скачкообразном увеличении тока нагрузки. Цель изобретения - повыщение ди намической стабильности выходного напряжения при скачкообразном увел чении тока нагрузки. Поставленная цель достигается те что в импульсном стабилизаторе напряжения, содержащем между своими входными и выходными выводами после довательно включенные силовой ключ и LCD -фильтр, делитель напряжекия, включенный параллельно выходнь вьшодам, усилитель ошибки, неинвертирующим входом соединенный с выхо112дом делителя напряжения, источник опорного напряжения, включенный между общей шиной и неинвертирующим , входом усилителя ошибки, компаратор, неинвертируюпсим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор пилообразного напряжения, выходом напряжения пилообразной формы подключенный к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, введены триРгер, выход напряжения импульсов прямоугольной формы в генераторе пилообразного напряжения, дополнительньй силовой ключ, резистор, причем тактовьй вход триггера соединен с выходом напряжения импульсов прямоугольной формы генератора пилообразного напряжения, информационный вход триггера подключен к выходу компаратора, дополнительный силовой ключ, последовательно соединенньй с резистором/ включен входным и выходным вьгаодом, а выход триггера подключен к управляющему входу дополнительного силового ключа. На фиг.1 изображена схема ИСН, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы ИСН. Импульсный стабилизатор напряжения (фиг,1) содержит между своим входом и выходом последовательно включенные силовой ключ 1 и . LCD -фильтр 2, состоящий из замыкающего диода 3, дросселя 4 и конденсатора 5; делитель 6 напряжения, усилитель 7 ошибки, инвертируюш;им входом подключенньй к выходу делителя 6 напряженр я; источник 8 опорного напряжения, включенный между общей шиной и неинвертирующим входом усилителя 7 ошибки; компарат тор 9, иеинвертирующим входом подключенный к выходу усилителя 7 ошибки, инвертирую11 м входом - к выходу напряжения пилообразной формы генератора 10 пилообразного напряжения, а выходом - к управляющему входу силового ключа 1 и информационному входу триггера 11, тактовьй вход которого соединен с импульсным выходом генератора 10 пилообразного напряжения, дополнительный силовой ключ 12, вход которого подключен к входу устройства, а выход через езистор 13 - к выходу, управляющий ход дополнительного силового клю3ча 12 соединен с выходом триггера -- . Импульсньм стабилизатор напряжения работает следующим образом. В установивщемся режиме (интервал времени , фиг.2) длительность импульсов t. на выходе компаратора 9 за счет действия напряжения обратной связи UQJ, оказ вается такой, что напряжение на вы де Йен поддерживается на заданном уровне, определяемом напряжением источника 8 опорного напряжения и коэффициентом передачи делителя 6 напряжения. При этом в момент прихода положительного фронта импульс ного напряжения (t у на информационн м входе триггера 11 присутствует низкий логический уро вень, поэтому на выходе триггера устанавливается низкий логический уровень и дополнительный силовой ключ 12 разомкнут. При возникновении скачка тока нагрузки (момент времени t,фиг.2 ток в дросселе 4 LCD -фильтра 2.н может изменится скачком, поэтому конденсатор 5 LCD -с)ильтра 2 начи нает разряжаться и, в отсутствии вновь введенных элементов измене.ние выходного напряжения показано пунктирной линией. Но, поскольку момент прихода ближайшего после м мента t тактового импульса на тактовый вход триггера 11 на инфор мационном входе триггера 11 прису ствует высокий логический уровень 114 поступающий с выхода компаратора 9, на управляющий вход дополнительного силового ключа 12 поступает высокий логический уровень, дополнительный силовой ключ 12 открьшается и через резистор 13 в нагрузку начинает поступать недостаюпр1й ток. После того, как конденсатор 5 зарядится до напряжения, когда напряжение обратной связи U|3c станет меньше амплитуды напряжения пилообразной формы U ближайший тактовый импульс U переведет выход триггера 11 в состояние с низким логическим уровнем,дополнительный силовой ключ 12 разомкнется и конденсатор 5 вновь начнет разряжаться. Временная диаграмма (фиг.2) условно сжата, поэтому на самом деле к моменту размыкания допол 1ительного силового ключа ток в дросселе успевает существенно увеличиться, поэтому наклон изменения выходного напряжения на следующем этапе разряда конденсатора будет меньше и амплитуда отрицательного выброса выходного напряжения тоже будет меньше. Через определенное число таких циклов ток в дросселе 4 достигнет величины, необходимой для обеспечения нужного напряжения на нагрузке, триггер 11 переходит в состояние с низким логическим уровнем на выходе, дополнительньй силовой ключ 12 размыкается и ИСН переходит в установившийся режим. Таким образом, при скачкообразном увеличении тока нагрузки повышается динамическая стабильность.

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЖЕНИЯ, содержащий мезкду своими входньми и выxoднымIi вьшодами последовательно включенные силовой ключ и LCD фильтр, делитель напряжения, включенньй параллельно выходным выводам, усилитель ошибки, неинвертирующим входом соединенньй с выходом делителя напряжения,источник опорного напряжения,включенный мезкду общей шиной и неинвертирующим входом усилителя ошибки, компаратор. неинвертиругощим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор пилообразного напряжения, выходом напряжения пилообразной формы подключенный к инвертирующему входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической стабильности выходного напряжения при скачкообразном увеличении тока нагрузки, в него введены триггер, выход напряжения импульсов прямоугольной формы в генераторе пилообразного напряжения, § дополнительный силовой ключ,резистор, причем тактовый вход триггера (Л соединен с выходом напряжения импульсов прямоугольной формы генератора пилообразного напряжения, информационный вход триггера подключен к выходу компаратора, дополнительный силовой ключ, последовательно соединенный с резистором, включен медду входным и выходным вьшодом, а выход триггера подключен к управляющему входу дополни тельного силового ключа. О)

л y --x-VX

we,