Импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/618 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания, применяемых для питания различных электронных устройств с дифференциальной нагрузкой, требующих два разнополярных источника питания с общей шиной, в частности интегральных операционных усилителей и некоторых типов микропроцессоров.

Целью изобретения является снижение помех и улучшение массогабаритных показателей путем обеспечения постоянной частоты пульсации выходных напряжений.

На чертеже приведена схема предлагаемого импульсного стабилизатора разнопо- лярного напряжения.

Импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения содержит входной дроссель 1, первый транзисторный ключ 2, подключенный параллельно первой формирующей цепи 3, состоящей из последовательно включенного накопительного дросселя 4, коммутирующего диода 5 и накопительного конденсатора 6, который подключен параллельно выходу первой формирующей цепи 3. Катод коммутир.ующего диода 5 является положительным выходом импульсного стабилизатора, параллельно которому подключено первое сопротивление нагрузки 7. К коллектору первого транзисторного ключа 2 подключен накопительный дроссель 4, последовательно соединенные перезарядный конденсатор 8 и коммутирующий диод 9, катод которого соединен с общей шиной импульсного стабилизатора, а анод - с катодом коммутирующего диода 10 второй формирующей цепи 11, параллельно выходу которой подключен накопительный конденсатор 12 второй формирующей цепи 11 и второе сопротивление нагрузки 13. Блок 14 управления состоит из источника 15 опорного напряжения, первого чувствительного элемента 16, включенного параллельно выходу импульсного стабилизатора положительной полярности, выходы которых через первое суммирующее устройство 17 подключены к входу первого усилителя 18 рассогласования. Второй чувствительный элемент 19 через один из выходов второго суммирующего устройства 20 подключен к входу второго усилителя 21 рассогласования, 5-триггер 22 выходом подключен к входу первого транзисторного ключа 2 и к одному из выводов дросселя 1, другой вывод которого подключен к положительному входу импульсного стабилизатора.

В устройство введены первый 23 и второй 24 щарнирно-импульсныемодуляторы

(ШИМ), согласующий усилитель 25, второй транзисторный ключ 26 и резистор 27 запуска. ШИМ 23 и 24 подключены параллельно выходу импульсного стабилизатора положительной полярности, причем вход

первого ШИМ 23 подключен к выходу первого усилителя 18 рассогласования, а вход второго ШИМ 24 - к выходу второго усилителя 21 рассогласования. Первый выход ШИМ 23 соединен с первым выходом ШИМ 24, а второй выход подключен к первому входу У 5-триггера 22. Второй выход ШИМ 24 подключен к второму входу RS- триггера 22 и через согласующий усилитель

25- к входу второго транзисторного ключа 26, коллектор которого является входом импульсного стабилизатора, а эмиттер подключен к входному дросселю 1. Коллектор транзисторного ключа 26 через резистор 27 запуска соединен с выходом импульсного стабилизатора положительной полярности.

Импульсный стабилизатор работает следующим образом.

В первый момент после включения импульсного стабилизатора первый транзистор- ный ключ 2 и второй транзисторный ключ

26заперты. Через резистор 27 запуска напряжение поступает на выход импульсного стабилизатора положительной полярности и соответственно на источник 15 опорного напряжения, первый чувствительный элемент 16, ШИМ 23 и ШИМ 24. / 5-триг- гер 22 устанавливается в нулевое положение. Выход ШИМ 24 формирует нулевой сигнал. Через некоторое время ШИМ 24 на своем выходе формирует единичный сигнал, это вызывает через согласующий усилитель 25 отпирание второго транзисторного ключа 26. При этом импульсный стабилизатор обеспечивает заряд накопительного конденсатора в первой формирующей цепи 3 через открытый транзисторный ключ 26, входной дроссель 14, накопительный дроссель 4 и коммутирующий диод 5 до тех пор, пока ШИМ 23 не сформирует задний фронт выходного импульса. Этот сигнал переводит 5-триггер 22 из нулевого состояния в единичное, что вызывает отпирание первого

транзисторного ключа 2, при этом запас энергии, накопленной на перезарядном конденсаторе 8 в предыдущее время по цепи: вход импульсного стабилизатора, открытый транзисторный ключ 26, входной дроссель 1, перезарядный конденсатор 8, коммутирующий диод 9 - обеспечивают заряд накопительного конденсатора 12 второй формирующей цепи по цепи: открытый транзисторный ключ 2, общая шина, сам накопительный конденсатор 12 второй формирующей

цепи 11 и ее коммутирующий диод 10. При этом протекает ток через сопротивление нагрузки 13. Через некоторое время ШИМ 24 формирует на своем выходе сигнал перехода из единицы в ноль, в результате чего / 5-триггер 22 переходит

в нулевое положение и нарастание выходного напряжения отрицательной полярности прекращается. Одновременно через согласующий усилитель 25 нулевой сигнал по

ступает на вход транзисторного ключа 26 и закрывает его. При этом происходит разряд обоих накопительных конденсаторов первой и второй формирующей цепи 6 и 12 соответственно. Через некоторое время с выхода ШИМ 24 поступает сформированный им сигнал единицы, который через согласующий усилитель 25 открывает транзисторный ключ 26. Далее цикл работы импульсного стабилизатора повторяется. Стабилизация выходных напряжений положительной поляр- ности осуществляется за счет изменения скважности ШИМ 23, стабилизация выходного напряжения отрицательной полярности осуществляется за счет изменения скважности второго ШИМ 24.

В качестве широтно-импульсных модуляторов (23 и 24) использованы мультивибраторы, в которых изменение скважности осуществляется за счет изменения сопротивления транзисторов, включенных вместо сопротивления в хронирующей цепи.

Величины выходных напряжений можно регулировать в соответствующем порядке, сначала отрегулировать напряжение положительной полярности, затем отрицательной.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения, содержащий входной дроссель, один вывод которого соединен с первым выводом перезарядного конденсатора, коллектором первого транзисторного ключа и первым выводом накопительного дросселя первой формирующей цепи, в которую также входит первый коммутирующий диод, соединенный анодом с вторым выводом накопительного дросселя, а катодом - с положительной выходной клеммой, и первый накопительный конденсатор, один вывод которого подключен к катоду первого коммутирующего диода, причем второй вывод переза- рядного конденсатора через второй коммутирующий диод соединен с общей щиной, куда также подключен эмиттер первого

10

15

20

5

0

0

5

транзисторного ключа, другой вывод первого накопительного конденсатора и один вывод второго накопительного конденсатора второй формирующей цепи, в которую также входит третий коммутирующий диод, катодом соединенный с вторым выводом перезарядного конденсатора, а анодом - с другим выводом второго накопительного конденсатора и отрицательной выходной клеммой, при этом база первого транзисторного ключа подключена к выходу / 5-триггера блока управления, в который также входят два источника опорного напряжения, два чувствительных элемента, два сравнивающих узла и два усилителя рассогласования, входы источников опорного напряжения и чувствительных элементов соединены соответственно с отрицательной, положительной клеммами и общей щиной, а выходы подключены к первому и второму входам соответствующих сравнивающих узлов, выходы которых подсоединены к входам соответствующих усилителей рассогласования, отличающийся тем, что, с целью снижения помех и улучщения массогабарит- ных показателей путем обеспечения постоянства частоты пульсаций выходных напряжений, в него введены первый и второй широтно-импульсные модуляторы, второй транзисторный ключ и согласующий усилитель, причем входные выводы первого и второго щиротно-импульсного модуляторов подключены между положительной выходной клеммой, и общей шиной, управляющие входы - к выходам соответствующих усилителей рассогласования, первые выходы обоих широтно-импульсных модуляторов объединены, второй выход первого широтно-им- пульсного модулятора соединен с первым входом / 5-триггера, второй выход второго широтно-импульсного модулятора подключен к второму входу S-триггера и через согласующий усилитель - к базе второго транзисторного ключа, коллектор которого соединен с входной к теммой и через введенный резистор запуска - с положительной выходной кле.ммой, а эмиттер подключен к входному дросселю.

Редактор В. Иванова Заказ 519/55

Составитель С. Чернышева

Техред И. ВересКорректор Л. Патай

Тираж 837Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение позволяет снизить помехи и улучшить массогабаритные показатели путем обеспечения постоянства частоты пульсаций выходных напряжений за счет того, что в импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения дополнительно введены два широтно-импульсных модулятора (ШИМ), второй транзисторный ключ и согласующий усилитель, при,чем входные выводы ШИМ подключены между положительной выходной клеммой и общей щиной, управляющие входы - к выходам соответствующих усилителей рассогласования, первые выходы обоих ШИМ объединены, второй выход первого ШИМ соединен с первым входом / S-триггера, второй выход второго ШИМ подключен к второму входу / 5-тригге- ра и через согласующий усил итель - к базе второго транзисторного ключа, коллектор которого соединен с выходной клеммой и через введенный резистор запуска - с положительной выходной клеммой, а эмиттер под- ключей к входному дросселю. 1 ил. €