Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электроехнике и может быть использовано источниках вторичного электропитания и в электроприводе.

Цель изобретения - повышение КПД при одновременном повышении надежности импульсного стабилизатора постоянного напряжения путем ограничения напряжения на ключевом элеенте на уровне напряжения источника питания.

На чертеже представлена схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит ключевой элемент 1, первый силовой электрод которого подключен к входной клемме, а второй через последовательную цепь из вспомогательной 2 и основной 3 обмоток сглаживающего дросселя 4 - к одному выводу нагрузки 5, другой вывод которой подключен к общей юинё. Цепь из включенных последовательно первого обратного диода 6 и дополнительного дросселя 7 подключена между общей точкой вспомогательной 2 и основной 3 обмоток сглаживающего дросселя 4 и общей щиной. Второй обратный диод 8 подсоединен первым электродом к общей шине, а вторым электродом - к точке соединения ключевого элемента 1 и вспомогательной, обмотки 2 сглаживающего дросселя 4. Блок 9 управления импульсным стабилизатором входом соединен с нагрузкой 5, а выходом - с управляющим входом ключевого элемента 1 .

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

Предположим, что к моменту времени t ключевой элемент 1 находится во включенном состоянии. Ток нагрузки 5 протекает по цепи: Источник - ключевой элемент 1 - обматки 2 и 3 сглаживающего дросселя 4 - нагрузка 5. Первый 6 и второй 8 обратные диоды закрыты. Полярности напряжений на обмотках 2 и 3 сглаживающего дросселя 4 показаны для этого случая на фиг.1 без скобок. В момент времени to сигналом с блока 9 управления ключевой элемент 1 закрывается. Ток сглаживающего дросселя 4 через второй обратный диоД 8 замыкается в на- грузку 5. При этом напряже ние на

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ключевом элементе 1 равно напряжению источника питания. Полярности напряжений на обмотках 2 и 3 дросселя 4 показаны на фиг.1 в скобках.

Под действием напряжения на вспомогательной обмотке 2 сглаживающего дросселя 4 отпирается первый обратный диод 6 и начинает нарастать ток в дополнительном дросселе 7. Одновременно начинает уменьшаться ток через второй обратный диод 8. Величина напряжения на вспомогательной обмотке 2 дросселя 4 определяется соотношением чисел витков обмоток 2 и 3 дросселя 4 и напряжением на нагрузке 5. I

В момент времени t-f ток чер ез первый обратный диод 6 достигает значения тока основной обмотки 3 дросселя 4, а. ток через второй обратный диод 8 соответственно уменьшается до нуля, и он запирается напряжением на обмотке 2 дросселя 4. Ток дросселя 4 на интервале времени t.j-t протекает по цепи: нагрузка 5- вспомогательный дроссель 7 - обрат- ныг диод 6. Напряжение на вспомогательном дросселе 7 ha этом интервале близко -к нулю , а напряжение на нагрузке полностью приложено к обмотке 3 дросселя 4, так как индуктивность этой обмотки намного больще индуктивности дросселя 7. Напряжение на ключевом элементе «1 при этом меньше напряжения источника питания на величину ЭДС, наводимой на обмотке 2 дросселя 4.

В момент времени t сигналом с блока 9 управления отпирается ключевой элемент 1, напряжение на нем na-J дает до нуля, а напряжение источни- ка питания прикладывается к вспомогательному дросселю 7. Ток через вспомогательный дроссель 7 начинает уменьшаться, что вызывает пропорциональное увеличение тока через ключевой элемент 1.

В момент времени t первый обратный диод 6 запирается, а ток сглаживающего дросселя 4 замыкается по цепи: источник питания - ключевой элемент 1 - обмотки 2 и 3 сглаживающего дросселя 4 - нагрузка 5. В дальнейшем процессы в схеме повторяются.

Таким образом, в предложенном импульсном стабилизаторе постоянного напряжения, в отличие от известного, напряжение на ключевом эле312

менте не превышает напряжения источника питания. Это способствует повышению. КПД и надежности импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Ограничение напряжения на ключевом элементе на уровне напряжения источника питания позволяет уменьшить емкость, шунтирующую, в большинстве случаев, ключевой элемент конденсатора, что ведет к улучшению массогабаритных показателей устройства.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий ключевой элемент, первый силовой электрод которого подключен к входной клемме.

Редактор В.Данко Заказ 263/46

Составитель Ю.Опадчий

Техред А.Кравчук Корректор А.Ильин

Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,

6 4

и DLC-фильтр, выходом подключенный к выходной клемме и общей шине, причем дроссель DLC-фильтра вьшолнен в виде полуобмоток, включенных последовательно, общая точка которых через последовательно включенные обмотку дополнительного дросселя и вспомогательный диод подключена к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при , одновременном повьш1ении надежности путем ограничения напряжения на ключевом элементе на уровне напряжения- , источника питания, второй силовой электрод ключевого элемента подключен к общей точке диода .и дросселя DLC-фильтра, полуобмотки которого включены встречно.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повьшение КГЩ при одновременном повышении надежности импульсного стабилизатора напряжения. Цель достигается за счет ограничения напряжения на ключевом элементе 1 на уровне напряжения источника питания. Для этого ключевой элемент 1 включен между входной клеммой и точкой соединения диода и дросселя 4 DLC- фильтра, полуобмотки 2 из которого .включены встречно. 1 ил. (Л С