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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиотехнических устройств .при повышенных требованиях к экономичности и качеству выходного напряжения .

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения.

На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого Импульсного стабилизатора напряжения; на фиг. 2 эпюры напряжений, характеризующие работу схемы устройства.

Стабилизатор содержит входные клеммы 1, через первый Транзисторный ключ 2, дроссель 3 и диод 4 подключенные к обкладкам конденсатора 5 и выходным клеммам 6, которые соединены с первыми входами усилителя 7 сигнала ошибки, второй вход которого подключен к выходу источника 8 опорного напряжения. Выход усилителя сигнала ошибки подсоединен непосредственно к первому входу первого компаратора 9 и через стабилитрон 10 с нагрузочным резистором 1 1 -к первому входу второго компаратора t2. Вторые входы компараторов через генератор 13 пилообразного напряжения подключены к выходу задающего генератора 14, а выход первого из них - к входу второго транзисторного ключа 15, Подсоединенного между точкой соединения дросселя 3 и диода 4 и общим проводом. Выход второго компаратора подключен к входу первого транзисторного ключа на выходе которого установлен обратный диод 16. Напряжение стабилизации стабилитрона 10 выбирается равным амплитуде пилообразного напряжения. Стабилизатор работает следующим образом.

Задающий генератор 14 вырабатьтае последовательность импульсов прямоугольной формы, следующих с удвоенной частотой преобразования (фиг. 2, диаграмма А), которые поступают на вход генератора пилообразного напряжения. На выходе пнератора 13 пилообразног напряжения формируется пилообразное напряжение (фиг. 2, диаграмма Б), которое сравнивается с выходным напряжением усилителя сигнала ошибки Up на входе компаратора 9 И с выходным напряжением стабилитрона 10 и ex ,г на входе компаратора 12. Рассмотрим случай, когда входное напряжение стабилизатора превьш1ает выходное и медленно уменьшается по

линейному закону. Выходное напряженрге усилителя сигнала ошибки в первый момент времени при этом превышает уровень пилообразного напряжения (фиг.2, напряжение Ug), на выходе компаратора 9 низкий уровень напряжения, транзисторный ключ 15 находится в запертом состоянии. На аноде стабилитрона 10 формируется напряжение, которое отличается от выходного напряжения усилителя 7 сигнала ошибки на величину стабилизации стабилитрона 10, поэтому оно сравнивается с пилообразным напряжением на входе компаратора 12, выходные импульсы которого (фиг.2, диаграмма В) периодически открьтают и запирают транзисторный ключ 2.

Путем изменения относительной длительности импульсов осуществляется стабилизация выходного напряжения. Цепь обратной связи замыкается в этом случае через усилитель 7 сигнала ошибки, стабилитрон , компаратор 12 и 5 транзисторный ключ 2.

Уменьшение величины входного напряжения приводит к увеличению относительной длительности импульсов, и при входном напряжении, равном выходному, .с учетом падения на ключе 2, дросселе 3 и диоде 4 транзисторный ключ 2 полностью открывается. Выходное напряжение усилителя 7 сигнала ошибки уменьшается и начинает сравниваться с пилообразным напряжением. На выходе компаратора 9 формируются прямоугольные импульсы, которые управляют работой транзисторного ключа 15. Периодическое открытие ключа 15 приводит к накоплению энергии в дросселе 3, которая при запертом состоянии ключа складывается с энергией первичного источника и передается в нагрузку через диод 4. Обратная связь в этом случае замыкается через усилитель 7 сигнала ошибки, компаратор 9 итранзисторный ключ 15. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет стабилизировать выходное напряжение как при входном напряжении больше выходного, так и при входном напряжении меньше выходного, что позволяет повысить качество выходного напряжения во всех режимах эксплуатации стабилизатора. Формула изобретения Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий входные клеммы, первая из которых соединена с общим проводом и с выходной клеммой, а вторая входная клемма через первый транзисторный ключ подключена к катоду первого диода, анодом подключенного к общему проводу, через дроссель фильтра - к коллектору второго транзисторно го ключа, эмиттером соединенного с общим проводом, и через второй диод соединена с емкостным фильтром, второй выходной клеммой и входом усилителя сигнала ошибки, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход подсоединен к первому входу первого компаратора, второй вход которого через генератор пилообразного напряжения подсоединен

к задающему генератору, а выход подключен к входу управления второго транзисторного ключа, о т л и ч ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, в стабилизатор введен второй компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, второй вход подключен к средней точке последовательно соединенных стабилитрона и резистора, зывод стабилитрона соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а вывод рези стора подключен к общему проводу, выход второго компаратора подключен к входу управления первого транзисторного ключа.

1ПППППППППП nnhhhhl %/2 fjи I и г (1 i JLT.