Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 

Изобретение от1 осится к электротехнике и радиотехнике и предназначено для использования в качестве источника вторичного электропитания в микрозлектронном исполнении,

Цель изобретения - повышение на- .ежности функционирования питаемой аппаратуры путем уменьшения уровня высокочастотных помех, повьшение коэффициента полезного действия и уменьшение iaccы и объема стабилизатор а „

На фиг„1 приведена структурная система импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2 - схема соеди нершя дополнительных обмоток дросселей LC-фильтров,, когда конец первой дополнительной обмотки соединен с началом второй дополнительной обмотки 5 а начало первой дополнительной обмотки соединено с общей шиной на фиг,3 - то же, когд соединенные вместе начало первой и конец второй дополнительных обмоток подключены к общей шине:; на фиг. 4 - то же;, когда объединенные: концы дополнительных обмоток соединены с общей шиной; на фиг.5 -- то же5 ког концы обмоток соединены между собой а начало первой дополнительной обмо ки подключено к общей шине; на фиг. то же, когда объединенные начала до полнителы-апс обмоток подключены к общей шине; на фиг.7 - частотные ха рактеристики подавления высокочастотных помех для разных схем включения дополнительных обмоток дросселей LC-фильтров; на фиг. 8 - то же для стабилизатора с двухзвенным выходным ЬС-фильтром при различном включении дополнительных обмоток их дросселей.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит регулирующий элемент 1 ,, выходом управления подключенный к вьпсоду блока управления 2 обратный диод 3, включенный между общей точкой первого.силового вывода.регулирующего элемента 1 с первым выходным ЬС-фш1Ьтром А и общей шиной 5 5 второй выходной LC- ф1 Шьтр 6 J включенный меж;цу выходом первого выходного ЬС фильтра и выходной клеммой 7, и входной LC- фильтр 8( включенный меж,ду входной клеммой 9 и вторым силовым выводом регулирующего элемента 1.

Каэдый фипьт): содержит шнденса-, тор 1C и дроссе ть I . примем дроссель снабжен основной 1 2 н дополнит ельны- ми обмотзсами 13 к 1ч, :1амотанны1 1И coBMecTiio.

На фиг„7 графики 15-19 отражают зависимость подавления высокочастот- ньк помех от частоть для схе. включения доплнительных обмоток дросселей ЬС-филь-гров ; приведенных соот- зетственно на ф1-:г,2-5.

График 20 (,фкг.8) отра ;сае Г зависимость подавленуш Еысокочастотных помех от частоты для стабилизатора с дзухз iseHHbn-i Л-ольтрсь; в спучле когда дополнителъ;:ь и ослоткн дросселей включез-п-,} ма/хду со ;ой и общей п:иной р азпйчным Л ;: о б аии .

Импульсный с/-абилизатор постоянно )/о напряжгниь работает следуюш,им образом

Блек уко U-BII UHH 2 формирует последовательность управляющих импз льсов,

коммутиругашую регулируюишй элемент 1 таким обр азом; что выходное напряжение остается на заданно;.; уровне. При вкпюченни ретуширующего элемен- га так как обрг;тный диод 3 закрыкается не ьп НОЕсДпю - п стабилизаторе протекает с;свозг;ь:й ток., обуславли вающий появление высокочастотз;ъ1Х по- мек „

Дополнительные обмотки 13 и 14

моткой 12 и межру собой систему с распределенными параметрами, обладаю- Еую зк зивалентной емкостью и индуктивностью „ При 1тодключе}1ии одной из точек к шкне 5 SVB. ci-;стена с распределенными параметрами работает подобно фильтру,; Нз- за иальп; з -гаче ий нндуктивнос- ти и емкости систеьа ее собственная частота находится в диапазоне едипиды% ;есяткк мегагерц, где находит- ся основной частотный спектр помех, обусло злен:№ х скзозным током. Меняя распределен::-;ь е парш- атры (емкость и индуктивность) изменением схеьм соединений допслннтальш 1х обмоток 13 и J4 мея. ду собой и общей шиной 5, можно совместить собственную резонансную частоту с частотой максимальной плотнос;ти спактра помех; что значительно улучшит помехоподавлениб:, То, SiTo подавление помех осуществляется в дросселе 11 входного 8 или выход3 .

ного 4 и 6 LC-фильтров, соединенньГх с источником помех непосредственно без промежуточных звеньев, уменьшае количество элементов, в которых протекает ток высокочастотных помех, что ведет к уменьшению уровня поля помех и ЭДС, создаваемых этим полем

в чистых проводниках за помехопо- давляющим фильтром.

На фиг.2 изображена схема включе ния дросселя 11, когда конец первой дополнительной обмотки 13 соединен с началом второй дополнительной обмотки 14, а начало первой дополнительной обмотки 13 соединено с об- щей шиной 5 стабилизатора.

На фиг.7 представлена зависимост 15 подавления помех от частоты для схемы включения (фиг.2).

На фиг.З изображена схема вклю- чения дросселя 11, когда начало первой дополнительной обмотки 13 и коне второй дополнительной обмотки 14 соединены с общей шиной 5 стабилизатора При этом из-за уменьшения эквивалент ной индуктивности возрастает собственная резонансная частота.

На фиг.7 представлена зависимость 16. подавления помех от частоты для схемы включения (фиг.З).

На фиг.4 представлена схема включения дросселя 11, когда концы первой 13 и второй 14 дополнительных обмоток соединены с общей шиной 5. При этом из-за уменьшения эквива- лентной индуктивности возрастает собственная резонансная частота f, так что f 2 f .

На фиг.7 представлена зависимость

17 подавления помех от частоты для схемы включения (фиг.4).

На фиг.З представлена схема включения дросселя 11, когда концы дополнительных : . обмоток 13 и 14 соединены вместе, а начало первой дополнительной обмотки 13 соединено с .общей щиной 5. При этом из-за уменьшения эквивалентной индуктивности возрастает собственная резонансная частота f,., так. что fj, f

ц , ciix , -3. л 5

На фиг.7 представлена зависимость 1 8 подавления помех от -частоты для схемы включения (фиг.З).

На фиг.6 представлена схема включения дросселя 11, когда начала обе- их дополнительных обмоток 14 и 13 соединены с общей шиной 5, При этом из-за того, что схема обладает малы О5

20

0

5

0

5

0

5

ми эквивалентными емкостью И индуктивностью, -собственная резонансная частота максимальна, т.е. f f .

На фиг.7 представлена зависимость подавления помех от частоты для схейы (фиг.6).

На фиг.З приведена суммарная зависимость 20 подавления помех от частоты для случая, когда в дросселях 11 первого 4 и второго звеньев выходного сглаживающего фильтров дополнительные обмотки 13 и 14 включены между собой общей шиной 5 различными способами, представленными на фиг. 2-6 с двумя различными собственными резонансными частотами f и f. ,Отсутствие дополнительных элементов , предназна ченных для подавления высокочастотных помех, повышает КПД, а также уменьшает массу и объем импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Формула изобретения

1.Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий входной LC-фильтр, входом подключенный к входной клемме, регулирующий элемент, подсоединенный между выходом входного и входом первого выходного LC- фильтров , и блок управления, выходом соединенный с управляющим, выводом регулирующего элемента, причем выход первого выходного ЬС-фильтра подключен к выходной клемме, а между общей точкой регулирующего элемента с первым выходным ЬС-фильтром и общей шиной включен обратный диод, отличающийся тем, что, с целью повьшгения надежности функционирования питаемой аппаратуры путем уменьшения уровня высокочастотных помех при одновременном повышении КПД и уменьшении массы и объема, дроссели входного и первого выходного LC- фильтров снабжены дополнительными обмотками, намотанными на сердечник дросселя одновременно с основной обмоткой, причем дополнительные обмотки соединены между собой и одним из выводов и подключены к общей щине.

2.Стабилизатор по п.I, о т л и - чающийся тем, что конец первой дополнительной обмотки дросселей LC-фильтров соединен с началом второй дополнительной обмотки, а начало первой дополнительной обмотки

соединено с общей шиной стабилизатора.

Зо Стабилизатор по п,, о т л и чающийся тем, что начало первой дополнительной обмотки и KQ- .нец второй дополнительной обмотки дросселей LC-фильтров соединены с общей шиной стабилизатора.

4,Стабилизатор по п.Г, отличающий ся тем, что концы первой и второй дополнительных обмоток дросселей .LC-фильтров соединены с общей шиной стабилизатора,

5.Стабилизатор по п.1, о т л и - чающийся тем, что концы дополнительных обмоток дросселей LC- фильтроБ соединены вместе, а начало первой дополнительной обмотки соединено с общей шиной стабилизатора.

6.Стабилизатор по n.l, о тли - чающийся тем, что начала обеих дополнительных обмоток дросселей LC-фильтров соединены с общей шиной стабилизатора.

7.Стабршиэатор по п,1, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы частот подавляемых

высокочастотных помех, в него введен второй выходной LC-фильтр, дроссель которого снабжен дополнительными обмотками, намотанными совместно с основной, включенный между выходом первого выходного LC-фильтра и выходной клеммой, причем: дополнительные обмотки дросселей первого и второго выходных ЬС-фильтров соединены различным образом между собой и с общей шиной

стабилизатора.

Изобретение относится к электротехнике . Оно позволяет повысить надежность/ функционирования питаемой аппаратуры путем уменьшения уровня высокочастотных помех при одновременном повышении КПД импульсного стабилизатора постоянного напряжения и уменьшении его массы и объема. Стабилизатор содержит регулирующий элемент (РЭ) с блоком управления 2. На входе РЭ 1 включен входной LC-фильтр 8, а на выходе - два последовательно соединенных выходных LC-фильтра 4 и 6, Цель достигается тем, что дроссели фильтров 4, 6 и 8 снабжены дополнительными обмотками, намотанными на сердечник одновременно с основной обмоткой. Дополнительные обмотки 13 и 14 дросселя образуют с основной о.бмоткой 12 систему с распределенными параметрами, обладающую эквивалентной емкостью и индуктивностью. При подключении одной из точек к общей шине 5 эта система работает подобно фильтру. 6 #.п. ф-лы, 8 ил. S (Л к N9 СО ак

иг.1

12 ч

//

/ I 13 /«

S .-0

фиг ft

Фыг. 3

Ч ./ vSrVY

„irvY2 r «/vyv

13

Фиг.5