Многоканальное устройство для стабилизации постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/585 

J:

;л

: :о

:о Изобретение относится к промышлен ной радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах электропитания, узлах автоматики, вычислительной технике ив средствах связи. Известен двуканальный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий элемент LCD-филБТр, причем дроссель выполнен двухобмоточным, к вторичной обмотке подключен выпрямитель tl 3. Недостатком известного устройст-ва является низкая стабильность выходного напряжения второго канала при изменении нагрузки в обоих каналов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальное устройство для стабилизации постоянного напряжения, содержащее по меньшей мере, два кана ла напряжения, общий источник опорного напряжения, общий узел сравнения, коммутатор и делители напряжения, подключенные к соответствующим выходньо | выводам каналов напряжения, времяраспределительный блок, подключенный к адресному входу коммутатора ключевой элемент, соединенный с выходс узла сравнения, на один вход которого подключен общий источник опорного напряжения, а на другой вхо через коммутатор - делители напряжения, параллельный динамический регистр, общий информационный вход которого подключен к выходу ключевого элемента, адресный вход указанного регистра соединен с времяраспре делительным блоком, а выходы регистра, число которых соответствует числу каналов напряжения, соединены с соответствующими управляющими входами введенных регулирзтощих транзисторов, каждый из которых включен в соответствующий канал напряжения вместе с введенным фильтром С23. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональнью возможности,вызванные невозможностью стабилизации разнополярных вькодньвс напряжений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст ва путем обеспечения стабилизации разнополярных напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для стабилизации постоянного напряже ния, содержащее п каналов напряжения с силовыми ключами, в состав каждого из которых входит ключевой элемент, фильтр и элемент памяти с динамической записью информации, первые входы которых соединены с входным выводом, блок синхронизации, и коммутатор, блок сравнения, причем п выходов, ло числу каналов, блока синхронизации соединены с вторыми входами силовых ключей и первыми входами коммутатора, вторые входы которого соединены с п выходными выводами, а выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами силовых кточей, введен многозфовневый источник опорных напряжений, п входов которого соеди-нены с соответствующими выходами блока синхронизации, а выход источников опорных напряжений соединен с вторым входом блока сравнения. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - силовой ключ; на фиг. 3 - блок синхронизации; на фиг. 4 - многоуровневой источник опорных напряжений. Устройство (фиг. .1) содержит п каналов напряжения с силовыми ключами 1, выходы которых являются выходными выводами каналов напряжения, а их вхо;вд являются входом устройства. Устройство содержит блок 2 сравнения, коммутатор 3, адресные входы которого связаны с выходами блока 4 синхронизации и адресными входами ключей 1, а выход - с первым входом блока 2 сравнения. В устройство введен общий многоуровневый источник 5 опорных напряжений. При этом входы коммутатора 3 подключены к соответствующим выходным выводам каналов напряжения, синхронизируюпще входы много уровневого источника 5 опорных напряжений подключены к соответствующим выходам блока 4 синхронизации, а выход - к второму входу блока 2 сравнения, выход которого связан с информационными входами силовых ключей t, адре сные входы которых подключены к соответствующим выходам блока 4 синхронизации. Силовой ключ 1 (фиг. 2) содержит D-ттриггер 6, входы D и С которого подключены соответственно к управляющему и синхронизирующему входам ключа, а выход триггера соединен с базой транзистора 7, коллектор которого является силовым входом ключа, эмиттер транзистора 7 через индуктивност L дросселя 8 и диод 9 связан соответ ственно с выходом ключа и общей шиной источника питания. Блок 4 синхронизации (фиг. 3) содержит генератор тактовой частоты .10 подключенный к соответствующему входу распределителя 11, выходы которого являются выходами устройства. Многоуровневый источник 5 опорных напряжений (фиг. 4) содержит п ключей 12, первые входы которых соединены с синхронизирующими входами источника, а вторые - с соответствующи делителем напряжения, выполненным на резисторе 13 и стабилитроне 14, при этом объединенные выходы ключей являются выходом многоуровневого источника опорных разнополярных напряжений. Устройство работает следующим образом. При появлении входного постоя1 ног нестабилизированного напряжения UBX оно поступает на силовые входы ключей 1 с памятью. При этом все ключи 1 открыты и на выходных выводах начнет нарастать напряжение. Возрастание будет протекать не мгновенно, а с некоторой постоянной времени. Одновременно с подачей входного напряжения начинают работать остальные узлы схемы. Так, устройство 4 синхронизации, которое может быть выполнено по схеме генератор-распределитель импульсов, вьщает на свои выходы сигнал разрешения, причем зртот сигнал присутствует одновременно только на одном из выходов и перемещается последовательно (по кольцу) с первого до последнего выхода. Эти сигналы разрешения (синхронизации) поступают на параллельно соединенные входы синхро низации коммутатора 3 измерительного входа блока 2 сравнения, входы синхронизации силовых ключей 1 и входы синхронизации источника 5 опорных напряжений. При наличии сигнала разрейения (синхронизации), например на первом выходе блока 4, на измерительный вход блока 2 сравнения через коммутатор 3 измерительного входа подается напряжение, имеющееся на выходе первого силового ключа 1. Одновременно источник 5 опорного напряжения подает на опорный вход блока 2 сравнения предварительно устаHOBJjeHHoe (заданное) опорное напряжение Ugfl,. Оба напряжения, поступающие на входы блока 2 сравнения, сравниваются им и в зависимости от величины рассогласования на выходе блока 2 сравнения вырабатывается сигнал управления, поступающий с выхода блока 2 сравнения на управляющий вход силового ключа 1 с памятью. Если в момент сравнения , напряжение на выходе - силового ключа 1 меньше, чем опорное напряжение, задаваемое источником 5 опорного напряжения, то блок 2 сравнения вырабатывает сигнал (высокий потенциал), подтверждакшщй открытое состояние -первого силового ключа 1 . А если «напряжение на в лходе ключа 1 превышает („ , то блок 2 сравнения вырабатывает сигнал (низкий потенциал), закрьшающий ключ при приходе стробирующего импульса с первого выхода блока 4 синхронизации. Причем клич 1 запоминает свое состояние до прихода следующего стробирующего импульса. Далее происходит опрос и сравнение всех остальных напряжений на выходных выводах и опорных напряжений, вырабатываемых источником 5 опорных напряжений, который в зави- . ;симости от сигналов разрешения (синхронизации) на его входах вырабатывает на выходе п предварительно установленных уровней опорных напряжений (от идлтДо Uonn)j а блок 2 сравнения, в CBoid очередь, вырабатывает сигналы управления, закрывающие или открывающие ключи 1. После окончания цикла опроса работа устройства г.авторяется сначала.. В качестве ключа с памятью может . быть применено устройство, изображенное на фиг. 2. Оно состоит из ключа на транзисторе 7 и тактируемого D-триггера 6. На вход С-триггера подается сигнал с выхода блока 2 сравнения. На вход D-триггера поступает , тактирующий импульс с одного из выходов устройства 4 синхронизации. Так, например, если рассмотреть первый ключ 1 с памятью, то вход Dтриггера этого ключа 1 соединен с первым выходом устройства 4 сиНкро низации,а вход С - с выходом блока 2. сравнения. Причем запоминающим элементом ключа служит D-триггер,запись информации, в который происходит только с приходом та ктирующегр имS11пульса с блока синхронизации. При наличии на выходе блока 2 сравнения высокого потенциала в триггер записывается логическая единица, что обусловит открывание транзистора 7, и наоборот, при низком, уровне на выходе блока 2 сравнения в триггер записывается логический ноль, что приведет к закрыванию транзистора 7. Транзистор будет находиться в состояНИИ, обусловленном информацией, записанной в триггере до те,х пор, пока состояние триггера не изменится. Изменение же информации в триггере возможно только с приходом тактирующего 3 импульса При одновременном изменении уровня на выходе блока сравнения. Блок 4 синхронизации может быть выполнен по схеме задающий генератор-распределитель импульсов, причем сигнал разрешения одновременно присутствует только на одном из выходов блока синхронизации. Таким образом, введение многоуровневого источника опорных напряжений позволяет осуществлять стабилизацию разноневерных выходных напряжений, что ра-сширяет функциональные возможности устройства.

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее п каналов напряжения с силовыми ключами, в состав каждого из которых входит ключевой элемент, фильтр и элемент памяти с динамической записью информации, первые входы которых соединены с входным выводом, блок синхронизации, коммутатор, блок сравнения, причем п выходов блока синхронизации соединены с вторыми входами силовых ключей и первыми входами коммутатора, вторые входы которого соединены с п выходными выводами, а выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами силовых ключей, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации разнополярных напряжений, в него введен многоуровневый источник опорных напряжений, п входов которого соединены с соответствующими выходами блока (Л синхронизации, а выход источника опорных напряжений соединен с вторым входом блока сравнения.

Вход.

Вык;

Вых2

5ь(Х.п

ц

о

CUA06eU &)(0в)

о

(Вьтод)

Упв.

Симкр.

t

Фиг. 2

/fZ

J

/2 -3