Ключевой стабилизатор напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электро- технике и может использоваться з де- пю питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является изменение по заданной программе В1лходкого напряжения :КЛ очевого напряжения.

На фиг. I приведена принципиальна элехтрг-гческая ; схема ключевого стабилизатора напряжения J. на фиг, 2 - схема согласованной магнитной линии; на фиг. 3 - временные диаграмтФ, поясняющие работу ключевого стабилизатора напряжения.

Стабилизатор содержит транзисторны ключ 15 включенньй последовательно с нагрузкой 2, йгунтирумщий диод 3, включенный параллельно нагрузке 2, и широтно-импульсньгй модзглятрр,, содержащий согласованную магнитную линию 4 с обмоткой возбуждения 5 и oб oткaми считывания 6, два компаратора 7 и 8, стабилитрон 9, оптрон 10, резисторы 11, 12,, 1.3 и 14, конденсатор 15,, систему ключей i6, дешифратор 17, Зыход широтно-импульсного модулятора подключен к вьшоду управления транзисторного ключа 1, Обмотка возб окдения 5 .согласованной магнитной линии 4 включена через выходные выводы оптрона 10 между в:кодной клеммой и общей шиной стгбилизатора,. Выход первого компаратора 7 соединен с выходом ыиротно-импульсного модулятора. Неинэертирующий в;ход первог о компаратора 7 через резистор 11 подключен к сзходной клемме J а через стабилитрон 9 соединен с общей Инверткрузощий вход первого компаратора 7 подсоединен к общей точке системы кттачей 16, подключенных дру гзми выводами к концам обмоток считывания 6 согласованной магнитной линии 4, начала обмоток .считьпзания 6 соединены с общей шиной. 3 праЕЛяющие входы систе№1 ключей 16 подкшочекы к выходам дешифратора 17, вкодом соединенного с входными клеммами задания уровня вьгкодного напряжения Вь&;:од второго компаратора 8 через конденсатор 15 подсоединен к общей точке последовательно соединенных между входной клеммой и общей шикой- входных выводов оптрона 10 и резистора .14. Неинвертирукщий вход второго компаратора 8 через резистор 12 гюдкл:ю- чен к входной клемме, а через резистор 13 соединен- s общей Л5ияой. Ин- вертирукщий вход второго кокпаратоРЕ. 8 подсоединен к концу первой из обмоток считывания 6 согласованной магкитной линии 4.

Стабилизатор работает следующим

образом.

Автомап-гчёски по заданной прог- p&Msia (например, от ЭВМ) на входе дешифратора 17 устанавливается один из кодой от 1 до og п, где п - чиспо градащ-1й выходного напряжения

(число обмоток счнтьтания), что приводит к появлению ка одном из п его выходов высокого уровня напряжения. В результате этого замыкается соответствующий ключ в системе ключей 16, осуществляя таким образом подключение вы; ;одов нужной обмотки считывания к инвертирующег-гу входу компаратора 7. При подключении стабилизатора к

источнику питания через открытый приемник излучения оптрона 10 подается напряжение на обмотку 5 возбуждения и в магнитной линии 4 (фиг. 2) создается магнитный поток, изменение

которого по длине линии описывается выражением

Ф(х) + , (1)

где координата х отсчитывается от обмотки возбуждения (фиг. 2);

R,, - магнитное сопротивление 35 линии J

g - проводимость рассеяния между

сердечниками линии. . Постоянные А и В определяются из граничных условий на концах линии, 49 которые для согласованной (нагруженной на волновое сопротивление Rb) линии ймекуг вид:

(о) - Р,; Rb-(f) 9 1 /

41

Rb

J5/

(2)

Из соотношений (1), и (2) находим

А 9.

о 9

В

(3)

Тогда, с учетом (3) соотношение (1)

при-лшт вид.

х

4(х) -,, .&

при скачкообразком подключении обмотки возбуждения 5 к источнику

питания с напряжением U , поток 9 в обмотке возбуждения нарастает по закону

o(t) -0. :i-fi ), (5)

где g L/Rb - постоянная времени

обмотки возбуждения. Таким образом, изменение магнитного потока по длине линии и во времени описывается в силу (4) и (5) выражением

-У

,

«(x.t) „,„,. в: (1-г ) (6)

Этот поток индуцирует в обмотках считьшания 6 напряжения

и . -w4.) -УХ; t/te dt

где х- - координата i-обмотки счи- тьтания (фиг. 2);

и W ,/ const;

W - число витков обмотки 6.

Напряжение и. с первой обмотки считывания подается на инвертирующий вход компаратора 8. Напряжение Ug,;,; с i-обнотки считьшания через замкнутый ключ системы ключей 16 подается на инвертирующий вход компаратора 7. При этом на неинвертирующий вход компаратора 7 подается напряжение со стабилитрона 9, а неинвертирукяций вход компаратора 8 подключен с помощью делителя на резисторах 12 и 14 непосредственно к источнику питания.

При достижении равенства (см. фиг . 3)

-ух,- cm и- е fe

на выходе компаратора 7 формируется импульс напряжения отрицательной полярности, длительность которого определяется соотношением

г..

и

b (,fen -- )

ст

На интервале времени t. транзисторный ключ 1 закрыт. Одновременно с указанным импульсом на выходе компаратора 8 при достижении равенства

.-У

-t/te

kU и- fe . - формируется импульс напряжения длительностью

Т Ь (fn г;; -KX;),

где k R,,/(R,,-bR,3)

На выходе дифференцирующей -цепочки, образованной-конденсатором 15 и резистором .14, формируется импульс напряжения с .длительностью (фиг. 3), причем, положительные импульсы закрывают излучатель тиристор- ного оптрона 10, вследствие чего на время закрьшается приемник излучения оптрона 10 и обеспечивается обмотка возбуждения 5. Тогда на выходе компаратора 7 формируется импульс напряжения положительной полярности (фиг. 3) с длительностью

Т + t

Atup

/

(10)

25

На этом интервале времени транзистор- ньй ключ 1 открыт. Среднее значение напряжения на нагрузке 2 определяется соотношением

ср

U

35

30(11)

Таким образом, изменяя входной

код с помощью дешифратора 17 и .системы ключей 16, можно подключать к . инвертирующему входу компаратора 7 выход любой обмотки считывания 6. При этом среднее значение напряжения на нагрузке 2 будет ступенчато изменяться в соответствии с формулой (11).

40

Формула изобретения

45

Ключевой стабилизатор напряжения по авт.св. № 1130846, отличающийся тем, что, с целью изменения по заданной программе его выходного напряжения, в него введены п управляницих ключей и депгифратор, а согласованная магнитная линия снабжена п-1 дополнительными обмотками считьюания, первыми концами подклю50 ченными к. общей шине, причем указанная связь инвертирзпоцего входа первого компаратора с вторым выводом первой обмотки считывания выполнена через первый из п введенных управля55 ющих клю1чей, вторые выводы п-1 введенных обмоток считывания через п-1 управляющий ключ также подсоединены к инвертирующему входу первого ком5122Д8006

паратора, управляющие входы управля- введенными клеммами для подключения ющих ключей подсоединены к выходам задатчкка уровня выходного напря- дешифратора, входом соединенного с ;кения.

Л .

Изобретение позволяет изменять по заданной программе выходное напряжение ключевого стабилизатора нап- - ряжения. Это достигается тем, что в ключевой стабилизатор напряжения ввеи . --т бховнои код даны п управляющих ключей 16 и дешифратор 17. При этом согласованная магнитная линия 4 снабжена п-1 дополнительными обмотками считывания. Автоматически по заданной программе на входе дешифратора 17 устанавливается один из кодов от 1 до Eog п, где п - число градаций выходного напряжения. На одном из п выходов дешифратора появляется напряжение. В результате зтого замыкается соответ- ствукяций ключ в системе ключей 16 и подключается выход нужной обмотки считывания к инвертирующему входу компаратора 7. При этом среднее значение напряжения на нагрузке 2 будет ступенчато изменяться в соответствии с заданным законом. Изобретение дополнительное к авт. св. 1 130846. 3 ил; 1 i (Л to ND 4 ОО фп.1

/

/Wr

Составитель Ю. Опадчий Редактор Н. Слободяник Техред Н.Бонкало Корректор В. Синицкая

- - - -- - - ---- -«- -----i--. - -.«-.«. .„

Заказ 1952/48 Тираж 836Подписное

BHHJfflH Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий «t3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпргатие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4