Импульсный стабилизатор напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в блоках питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Стабилизатор содержит между своим входом и выходом последовательно включенные первый силовой ключ 1 и LCD-фильтр 2, состоящий из дросселя 3, конденсатора 4 и замыкающего диода 5. Первый вывод дросселя 3 соединен с выходом первого силового ключа I, второй - с выходным выводом, замыкающий диод 5 катодом подключен к выходу первого силового ключа 1, анодом - к общей . Конденсатор 4 совместно с делителем 6 напряжения включен параллельно выходным выводам. Выход делителя 6 напряжения подсоединен к инвертирующему входу усилителя 7 ошибки. Источник 8 опорного напряжения включен между неинвертирующим входом усилителя 7 ошибки и общей шиной. Выход усилителя 7 ошибки соединен с неинвертирующим входом компаратора широтно-импульсного модулятора 9. Генератор 10 пилообразного напряжения выходом 11 напряжения пилообразной формы соединен с инвертирующим входом компаратора широтно-импульсного модулятора 9, импульсным выходом 12 - с тактовым входом триггера 13. Информационный вход пскледнего соединен с выходом компаратора ширЬтно-им 1ульсного модулятора 9 и первым входом логического элемента И 14, второй вход которого подключен к прямому выходу тригге{5а 13. Инверсный выход триггера 13 соединен с управляющим входом второго силового ключа 15, который последовательно с резистором 16 включен параллельно выходным выводам. Инверсный выход триггера 13 подключен к первому входу логического элемента И 17, второй вход которого подключен к эмиттеру первого силового ключа I, а выход - к управляющему выводу тиристора 18, включенного между входом и общей тиной.

Стабилизатор работает следующим образом.

В установившемся режиме при постоянном сопротивлении нагрузки напряжение на нагрузке (без учета пульсаций) поддерживается на уровне, определяемом действием петли обратной связи, воздействующей на длительность импульсов, управляющих первым силовым ключом 1. При этом на прямом выходе триггера 13 устанавливается высокий логический уровень, на инверсном выходе - низкий, поэтому второй силовой ключ 15 разомкнут, тиристор 18 заперт, а импульсы : с выхода компаратора широтно-импульсного модулятора 9 через логический элемент И 14 беспрепятственно проходят на управляющий вход первого силового ключа 1.

В момент скачкообразного изменения то- . ка нагрузки напряжение на выходе стабилизатора начинает возрастать, так как энергия, накопленная в дросселе 3, расходуется на заряд конденсатора 4. Первый силовой ключ I запирается, ближайший тактовый импульс переводит триггер 13 в противопложное состояние, на его инверсном выходе появляется потенциал логической «1, который замыкает второй силовой ключ 15. Конденсатор 4 начинает разряжаться с постоянчой времени, определяемой параметрами конденсатора 4 и резистора 16. Величина резистора 16 выбирается из условия максимального тока нагрузки, предшествовавшего скачкообразному сбросу тока нагрузки. Когда напряжение на выходе стабилизатора входит в зону статической нестабильности, на выходе компаратора широтно-имгтульсного модулятора 9 появляется импульс. Но замыкание первого силового ключа 1 происходит

0 не раньше, чем триггер 13 возвращается в состояние с логической «1 на прямом выходе. Этим достигается исключение возможной положительной обратной связи по току нагрузки, а также наличие низкого уровня на выходе логического элемента И 17.

Таким образо.м, и в динамическом режиме тиристор 18 закрыт.

Если же напряжение на выходе стабилизатора начинает возврастать не за счет скачкообразного изменения тока нагрузки, а за счет выхода из строя силового ключа 1, например при к. э. силового ключа, то напряжение на эмиттере первого силового ключа достигает уровня логической «1 при наличии уровня логической «1 на инверсном выходе триггера 13. В этом случае напряжение логической «1 на выходе логического элемента И 17 открывает тирнстор 18. Включенный тиристор 18 быстро шунтирует нагрузку, формирует перегорание плавного предохранителя и отключает нагрузку от аварийного стабилизатора.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий последовательно соединенные первый силовой ключ и LCD-фильтр, делитель напряжения, включенный параллельно выходным выводам, усилитель ошибки, инвертирующим входом соединенный с выходом делителя напряжения, источник опорного напряжения, включенный между инвертирующим входом усилителя ошибки и общей шиной, компаратор широтно-импульсного модулятора, неинвертируюшим входом подключенный к выходу усилителя ошибки, генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора широтио-импульсного модулятора, триггер; информационным входом подключенный к выходу компаратора широтно-импульсного модулятора и первому входу первого логического элемента И, тактовый вход 3 12723244 триггера соединен с импульсным выходомдинен с входом управления первого силогенератора пилообразного напряжения, при-вого ключа, отличающийся тем, что, с целью мой выход триггера соединен с вторымповышения надежности, введены тиристор и входом первого логического элемента И,второй логический элемент И, первый вход инверсный выход триггера подключен к, которого подключен к инверсному выходу управляющему входу второго силового клю-триггера, второй вход - к выходу первого ча, который последовательно с резисторомсилового ключа, а выход - к управляющему включен параллельно выходным выводам,выводу тиристора, который включен паралвыход первого логического элемента И сое-лельно выходным выводам.

Изобретение относится к электротехнике и может быть Использовано в блоках питания устройств автоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является повышение надежности. Эта цель достигается за счет того, что в момент скачкообразного изменения тока нагрузки напряжение на выходе стабилизатора начинает возрастать. Силовой ключ 1 запирается, в результате чего триггер 13 переводится в противоположное состояние и закрывает ключ 15. Конденсатор 4 начинает разряжаться. Когда напряжение на выходе стабилизатора войдет в зону статической нестабильности, на выходе компаратора 9 появится импульс. Но замыкание ключа I произойдет не раньше, чем триггер 13 возвратится в состояние с логической «I на прямом выходе. Это позволяет исключить возможную положительную обратную связь по току нагрузки при скачкообразном увеличении сопротивления нагрузки и низкий уровень логического элемента И 17. Тиристор 18 закрыт. Возрастание выходного напряжения за счет выхода из строя ключа 1 приводит к тому, что логический (Л элемент И 17 открывает тиристор 18. Тиристор 18 быстро шунтирует нагрузку, формирует перегорание предохранителя и отключает нагрузку от аварийного стабилизатора. 1 ил.