Стабилизатор напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/56 

ю

о

00

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении стабилизированных вторичных источников питания с низким уровнем генерируемых помех.

Цель изобретения - улучшение элект| омагнитн9й совместимости стабилизатора с нагрузкой.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого стабилизатора .напряжения; на фиг.2 - диаграммы его работы.

Стабилизатор напряжения содержит силовую часть 1, выполненную в ви-. де параллельно соединенных, ключевых преобразовательных ячеек 2, состоящих каждая из последовательно включенных управляемого ключа 3 и DLCфильтра 4, входами подключенных к входным выводам для подключения источника питающего напряжения, не содержащего фильтра, а выходами - к выходным выводам. Устройство содержит также блок 5 управления, состоящий из распределителя 6, И-выходами подключенного к управляющим входам соответствующих ключей 3, задающего генератора 7, соединенного с входными выводами, первого и второго элементов 8 и 9 задержки, элемента ИЛИ 10, злемента И 11, первого узла 12 сравнения, входами соединенного с выходными выводами, ввденных реверсивного счетчика I3 и второго узда 14 сравнения. Выход задающего генератора 7 через первый элемент 8 задержки подключен к тактовому входу 15 распределителя 6 импульсов и к входу 16 второго злемента 9 задержки, выходом 17 соединенного с первым элементом И 1 1 , второй вход I8 которого подключен к выходу элемента ИЛИ 10, а выход соединен с тактовым входом 19 реверсивного счетчика 13, входы 20 и 21 элемента ИЛИ 10 соединены с выходами 22 и 23 первого и второго узла 12 и 14 сравнения и с управляЮ1ЧИМИ входами 24 и 25 реверсивного счетчика 13, выходы 26 которого подключены к установочным входам распределителя 6 импульсов. На входные вывода 27 напряжение подается от источника 28 питающего напряжения (выпрямитель). На фиг.2 приняты следуюи ие обозначения: 29 напряжение на входах стабилизатора напряжения; 30 - напряжение на выходе задающего генератора; Л напряжение на выходе первого элемента задержки; 32-34 - напряжения на входах DLC-фильтров. Устройство работает следующим .образом.

При включении входного напряжения 29 на входе стабилизатора напряжения появится пульсирующее напряжение из которого задающий генератор 7 вырабатьшает синхронизирующий сигнал 30. Время задержки первого элемента 8 задержки должно быть таким, чтобы передний фронт

импульса на входе распределителя 6 был как можно ближе к моменту времени, когда напряжение 29 равно нулю. До прихода на распределитель 6 первого импульса он находится в произвольном состоянии и на одном из его выходов имеется управляюищй сигнал, следовательно будет открыт только один ключ 3. После прихода на тактовьй вход 15 распределителя 6 импульса управляющий сигнал появится на другом его выходе, а

следовательно, открытый до этого времени ключ 3 закроется и откроется другой ключ 3. Таким образом, пульсирующее напряжение 29 распараллеливается (распределяется) на N ветвей (по числу ячеек распределителя), каждая из которых образована ключом 3 и DLC-филътром 4. Каждая

из этих цепочек интегрирует входное пульсирующее напряжение..Чем больще будет включено параллельных ветвей, тем меньше будет выходное напряжение на выходе устройства при условии непрерывности тока через дроссель. Количество В1слючаемых цепочек, т.е. величина N, определяется распределителем 6 и задается уставкой, снимаемой с выхода 26 реверсивного счетчика 13. В случае, если напряжение на .выходе устройства меньше номинального, то на вьгходе 22 первого узла 12 сравнения появится потенциал логической единицы,

который переключит реверсивньй счетчик 13 в положение Суммирование и откроет через элемент ИЛИ 10 элемент И 11, тем самым пропуская импульс с выхода второго элемента

9 задержки на тактовый вход 19 реверсивного счетчика 13. В результате код-уставки на выходе 26 реверсивного счетчика 13 изменится, (значение N уменьшится на единицу) распределитель 6 будет выдавать на выхо де меньшее количество кодов, т.е. б дет последовательно включаться мень шее число параллельных ячеек 2. Импульсы входного напряжения на входе каждой из ячеек 2 будут следоват чаще, а следовательно, постоянная составляющая выходного напряжения увеличится. Если постоянная состав ляющая увеличится недостаточно, то на выходе первого узла 12 сравнения будет .оставаться потенциал логической единицы и в реверсивный счетчик 13 запишется еще одна еди-г яйца, в результате чего постоянная составляющая еще более возрастет. Так будет продолжаться до тех пор, пока выходное напряжение устройства станет равным номинальному значе нию. Если напряжение на выходе устройства окажется больше номиналь ного, то положительный потенциал будет на выходе второго узла 14 сравнения, в результате чего ревер.сивнь1й счетчик 13 переключится на вычитание, код уставки уменьшится, увеличится количество задействованных параллельных ячеек 2, импульсы входного напряжения на входе каждой из ячеек будут следовать с меньшей частотой и, следовательно,, постоянная составляющая напряжения на выходе устройства з еньшит ся. Первый узел 12 сравнения и второй узел 14 сравнения должны име зону нечувствительности для того, чтобы при равенстве выходного напря жения устройства номинальному значению на выходе этих узлов сравнени бьши бы логические нули, а следовательно, отрицательная обратная свя с выхода устройства на ключи 3 бьша прервана. Величина зоны нечувствительно-сти зависит от величины входнаго напряжения и от количества яче ек образованных ключами 3 и БЪС-фил трами 4. Стабилизатор напряжения ст билизирует на выходе напряжение любой величины при одном и том же входном пульсирующем напряжении, KdTopoe подводится с выхода выпрямителя, при этом отпадает необходимость ставить на входе этого выпря мителя низкочастотный понижающий трансформатор, а на вьпсоде - низкочастотный фильтр. Улучшение электромагнитной совместимости стабилизатора с нагрузкой достигается тем, что включение ячеек 2 в работу, происходит всегда при нулевом входном напряжении,, что уменьшает высокочастотные помехи, генерируемые ключами 3. При этом регулирование и стабилизация напряжения на нагрузке осуществляется только.за счет изменения (увеличения или уменьшения) числа N последовательно работакяцих ячеек 2, так что величина выходного напряжения при условии непрерывности выходного тока, определя- , ется отношением среднего значения напряжения на входных вьшодах к числу последовательно подключаемых ячеек. Формула изобретения Стабилизатор напряжения, содержащий силовую часть, выполненную в виде М параллельно соединенных ключе. вых прео.бразовательных ячеек, состоящих каждая из последовательно включенных управляемого ключа и DLC -фильтра, входами подключенных к входным выводам для подключения источника питающего напряжения без выходного фильтра, а выходами - к выходным выводам, блок управления , состоящий из распределителя импульсов, N -выходами подключенного к управляющим входам соответствующих ключей, задающего генератора, соединенного с входными выводами, первого и второго элементов задержки, элемента ИЛИ, элемента И, первого узла сравнен 1я, входами соединенного с выходными выводами, о тличающийся тем, что, с целью улучшения электромагнитной совместимости стабилизатора с нагрузкой, в него введены реверсивный счетчик и второй узел сравнения, выход задающего генератора через первый элемент задержки подключен к тактовому входу распределителя импульсов и к входу второго элемента задержки, выходом соединенного с первым входом элемента И, второй ход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход соединен с тактовым входом реверсивного счетика, входы элемента ИЛИ соединены выходами первого и второго узлов равнения и .с управляющими входаи реверсивного счетчика, выходы оторого подключены к установочным ходам распределителя импу)гьсов.

:n

Изобретение позволяет улучшить электромагнитную совместнмреть стабилизатора напряжения с нагрузкой за счет того, что при подаче напряжения питания на вход стабилизатора, силовая часть которого выполнена на N параллельно соединенных 1сл1очевых преобразовательных ячейках (кия), задающий генератор подает импульсы на распределитель, которьш распределяет напряжение питания на N ячеек КПЯ, каждая из которых интегрирует входное пульсирующее напряжение. Чем больше будет включено КПЯ,. тем мЪньше будет выходное напряжение на выходе устройства, Количество включаемых цепочек определяется распределителем и задается уставкой, снимаемой с выхода реверсивного счетчика, входы которого связаны с двумя узлами сравнения на принижение и превышение выходного напряжения. При этом включение КПЯ i происходит всегда при нулевом вход(Л ном напряжении, что уменьшает высокочастотные помез4и, генерируемые КПЯ. 2 ил..

is

P

3t

4

ала

Л -

W

Vita

+

i.