Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике, а именно к устройствам электропитания, и может быть исаользовано в устройствах преобразования и регулирования напряжения питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение стабильности и быстродействия преобразо вателя. На фиг.1 изображена функциональ ная схема устройства; на фиг.2 временные Диаграммы, поясняющие рабо ту устройства в установившемся режиме работы. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит ключевой элемент 1, накопительный дрос сель 2, датчик 3 тока, узел 4 пропорционально-токового управления, выполненный,например, на трансформаторе тока с цепями перемагничивания и включения, узел 5 выключения, выполненный, например, на транзисторе, компаратор 6, источютк 7 опорного напряжения, формирователь 8 пилообразного напряжения, усилитель 9 сигнала ошибки, сумматор 10 и 11. Ключевой элемент 1, накопитель. ный дроссель 2, датчик 3 тока, выполненный/ например, на трансформаторе тока, нагруженном на резистор, и узел 4 пропорционально-токового управления включены последовательно .в цепь источника входного напряжения Вход узла 4 пропорционально-токового управления через узел 5 включения.со единен с выходом компаратора 6, первый вход которого соединен с источйи ком 7 опорного напряжения, а второй через сумматор 11 связан с выходами формирователя 8 пилообразного напряжения и усилителя 9 сигнала ошибки, неинвертирующий вход которого соединен с выходом преобразователя. Выходы датчика 3 тока и источника 7 опор ного напряжения соединены с инвертир ющим входом усилителя 9 сигнала-ошиб ки через сумматор 10, выполненный, .например, в виде двух последовательно соединенных резисторов, включенных между выходами датчика 3 тока и источника 7 опорного напряжения и подключенных общей точкой к инвертирующему входу усилителя 9 сигнала ошибки. Кроме того, устройство содер жит силовые выпрямитель 12 и . фильтр 13. Предлагаемый преобразователь рабоает следующим образом. В установившемся режиме работы .в течение калсдого периода протекания тока ключевого элемента 1 на .вторичных обмотках накопительного дросселя 2 формируется напряжение Uj, пропорциональное входному напряжению. Это напряжение поступает на вход формирователя 8 пилообразного напряжения, на выходе которого формируется тшлообразное напряжение Ug, амплитуда которого пропорциональная входному напряжению стабилизированного преобразователя. В течение времени протекамия тока ключевого элемента 1 на выходе датчика 3 тока формируется импульс напряжения U, амплитуда которого пропорциональная амплитуде тока ключевого элемента 1. Это .напряжеьше, суммируясь сумматором 10 с напряжением U. источника 7 опорного напряжения, поступает на инвертирующий вход усилителя 9 сигнала ошибки, на неинвертирующий вход которого поступает напряжение с выхода преобразователя. В результате на выходе усилителя 9 сигнала ошибки фор- миру.ется напряжение Ug , пропорциональное разности выходного и опорного напряжений на входе усилителя 9 и промодулированное выходным импульс- , ным напряжением датчика 3 тока, пропорциональным амплитудному значению тока ключевого элемента 1. Это напряжение в свою очередь модулируется выходным напряжением Ug формирователя 8 пилообразного напряжения и сравнивается на входе компаратора 6 с напряжегшем U. источника 7 опорного напряжения ,г В момент равенства указанных напряжений на выходе компаратора 6 формируется импульс напряжения Ug, поступающий на вход узла 5 выключения. Последний, воздействуя на узел 4 пропорционально - токового управления, выключает ключевой элемент 1 . При плавном или резком изменении тока нагрузки, например при увеличении (пунктирные кривые на Фиг«2,), увеличивается амплитуда тока ключевого элемента 1 и, следовательно,, амплитуда выходного сигналаЦдатчика 3 тока. Это приводит к большому по амплитуде провалу выходного напряжения Ujj усилителя 9 сигнала ошибки в течение времени открытого состояния ключевого элемента I. В результате сравнения пилообразной составляющей Ug входного напряжения компаратора с опорным напряжением U, и формирование на выходе компаратора 6 вык лючающего импульса U происходит позднее, чем в свою очередь приводит к увеличению времени открытого состояния ключевого элемента I, Таким образом, уменьшение выходного .напряжения преобразователя при увеличении тока нагрузки, имеющее место из-за увеличения падения напряжения в силовой цепи, компенсируется за счет увеличения длительности открытого cocTOHirnH ключевого элемента I и, следовательно, количестп ва Энергии, накапливаемой в магнитном поле накопительного дросселя 2 и трансформируемой в нагрузку. Изобретение позволяет в 3-5 раз снизить нестабильность выходного напряжения, повысить быстродействие системы aBToperyjiHpOBaHiw и ее .коэффициент стабилизации и вследствие этого в 5-10 раз уменьшить амплитуду, переходного отклонения выходного напряжения при скачкообразном изменений тока нагрузки. 4224 е т е н и я Формула изобр Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно между входными выводами ключевой элемент, датчик тока, узел пропорционально-токового управления и первую обмотку накопительного дросселя, вторая обмотка которого через выпрямитель и сглаживающий фильтр соединена с выходными выводами, а также узел выключения, компаратор, формирователь пилообразного напряжения, источник опорноro напряжения и усилитель сигнала ошибки, причем выход узла пропорционально-токового управления соединен с управляющим входом ключевого элемента, а вход через узел выключения - с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом источника опррного напряжения, второй вход через первый сумматор , соединен с выходами формирователя пилообразного напряжения и усилителя сигнала ошибки, неинвертирующий вход которого соединен с выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности стабилизации и быстродействия преобразователя, введен второй сумматор, выход которого соединен с инвертирующим входом усилителя сигнала ошибки, а. входы с выходами датчика тока н источника опорного напряжения.

Фиг. 2

Иэ(эбретение относится к электротехнике, в частности к-источникам вторичного электропитания, Цель изобретения - повьшение точности стабилизации и быстродействия. При уменьшении выходного напряжеггия за счет увеличения тока нагрузки увеличив-ается падение напряжения в силовой цепи преобразователя, Это компенсируется увеличением длительности открытого состояния ключевого элемента 1 и , ,следовательно, количества энергии в накопительном дросселе 2, ко(О торая трансформируется .в нагрузку. 2 ил. (Л Дуья 1чЭ ГчЭ 4; ю кэ