Стабилизирующий источник постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/337 

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к устройствам импульсной стабилизации пос тоянного напряжения, и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры™

Цель изобретения - повышение надежности работы стабилизирующего источника постоянного напряжения путем повышения помехоустойчивости и улучшение качества симметрирования им-, пульсов двухтактного инвертора.

На фиг.1 изображена структурная схема стабилизирующего источника пос тоянного напряжения; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Стабилизирующий источник постоянного напряжения содержит последовательно соединенные сетевой Ъыпрями- тель 1 с фильтром 2, управляемый двухтактный инвертор 3 с трансформатором, вьсходные выпрямитель 4 с фильтром 5, нагрузку 6. Усилитель 7 обратной связи входами подключ ен к выходному фильтру 5 и источнику опорного напряжения Ug . Выход усилителя . 7 обратной связи через коммутатор 8 подключен к второму входу компаратора 9 и емкостному накопителю 10. Первый вход компаратора 9 через формирователь 11 пилообразного напряжения соединен с первым выходом задающего генератора 12 и с первым входом третьего элемента И 13. Второй выход задающего генератора 12 соединен с счетным входом триггера 14, прямой выход которого подключен к второму входу третьего элемента И 13 и одному из входов первого элемента И 15. Инверсный вькод триггера 14 подключен к второму входу второго элемента И 16 Первые входы элементов И 15 и 16 подключены к выходу компаратора 9, а выходы через, усилительные каскады 17 и 18 - к управляющим входам инвертора 3. Выход третьего элемента И 13 подключен к управляющему входу коммутатора В.

Кроме того,на фиг.2 приведены ос- циллограммы напряжений: 19 - на первом выходе задающего генератора 12,

20- на.прямом вькоде триггера 14,

21- на выходе элемента И 13, 22 на выход;е формирователя 11 пилооб- разного напряжения и вьпсоде усилителя 7 обратной связи, 23 - на выходе формирователя 11 пилообразного напряжения и втором входе компаратора 9 (на

Q

5

0 5 О 0 - 5

5

емкостном накопителе 10), 24 - на выходе компаратора 9, 25 - на выходе первого элемента И 15, 26 - на выходе второго элемента И 16.

Стабилизирую1ций источник работает следующим образом.

Сетевое напряжение U выпрямляется вьтрямйтелем 1, фильтруется фильтром 2 и преобразуется двухтактным инвертором 3 к высокочастотное напряжение прямоугольной формы с паузой на нуле. Пониженное или повыщенное трансформатором инвертора 3 напряжение вьтрямпяется выпрямителем 4, фильтруется фи.г;ьтром 5 и поступает в нагрузку 6 и на вход усилителя 7- обратной связи. С выхода усилителя 7 напряжение поступает на Коммутатор 8. Включение комментатора 8 осуществляется импульсом 21 напряжения, формируемым элементом И 13, при этом выход усилителя 7 обратной связи подключается к второму входу компаратора 9 и емкостному накопителю 10 на время, определяемое длительностью импульса записи tjui , один раз в течение периода Т работы инвертора 3. Малые значения выходного сопротивления усилителя 7 обратной связи и коммутато- ,ра 8 во включенном состоянии обеспечивают заряд или разряд емкостного накопителя 10 за время tj, до уровня выходного напряжения усилителя 7 обратной связи, обеспечившая равенства и, и-,,„ , и и т.д., и сохранение напряжения на емкостном накопителе 10 на время выключенного состояния коммутатора 8, равное Т - , , за счет больших значений входного сопротивления компаратора 9 по второму входу и коммутатора 8 в выключенном.состоянии.

Длительности выходных импульсов компаратора 9 в течение первого и второго полупериодов работы инвертора .3 формируются равными за счет сохранения .неизменным напряжения на втором входе компаратора 9 в течение времени Т - t, , фор:мирования пилообразного напряжения формирователем 11 с частотой, определяемой задающим генератором 12 и равной Т/2, и подключения, емкостного накопителя 10 в момент времени, соответствующий обратному ходу пилообразного напряжения (отрицательному срезу), чем и обеспечивается cи rмeтpия управляю313

щйх импульсов, формируемых усилительными каскадами 17 и 18.

Таким образом, коррекция длительности управляющих импульсов осуществляется только в первый полупериод за счет изменения напряжения на емкостном накопителе 10 до значения, соответствующего текущему значению выходного напряжения усилителя 7 об- ратной связи за время t .

Внешние помехи, возникающие по цепи обратной связи в моменты вре

мени Т - tj и усиленные усилителем 7 обратной связи, не оказывают влия- ния на работу блока управления и, следовательно, всего источника вследствие больщого значения сопротивления компаратора 9 и значительно сглаживаются (усредняются) в моменты време- ни tjgn вследствие интегрирующих свойств цепи заряда, состоящей из выходного сопротивления усилителя 7 обратной связи, сопротивления коммутатора 8 во включенном состоянии и сопротивления емкостного накопителя 10.

Следовательно, повышение надежности стабилизирующего источника посто- янного напряжения достигается повы- шением помехоустойчивости и повьш1е- нием качества симметрирования режима работы двухтактного инвертора за счет использования коммутатора и емкостного накопителя, что обеспечивает симметрирование длительности управляющих импульсов инвертора в широком диапазоне температур и во всех режимах работы источника, повьштает помехоустойчивость источника при воздей- ствии внешних помех, повьштает качество выходного напряжения и точность г стабилизашга.

Изобретение может быть использова- но в стабилизирующих источниках постоянного напряжения с N-тактными инверторами. Для этого период пилооб

разного напряжения должен соответствовать T/N, где Т - период работы инвертора.

Формула изобретения

Стабилизирующий источник постоянного напряжения, содержащий входные

5 0 5

о 0

5

5

выводы, к которым подключены последовательно соединенные двухтактный управляемый инвертор с выходным трансформатором, выходной вьшрямитель с фильтром и выводы для подключения нагрузки, блок управления, в который входят усилитель, обратной связи, входами подключенный к выходному фильтру и источнику опорного напряжения, компаратор, первым входом.подключенный через формирователь пилообразного напряжения к первому выходу задающего генератора, два усилительных каскада, выходами подключенные к входам управления инвертора, а входами - к выходам первого и второго элементов И, первый вход первого элемента И подключен к выходу компаратора, а вторые входы элементов И - к прямому и инверсному выходам триггера, счетный вход которого подключен к второму выходу задающего генератора, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы источника путем повьппения помехоустойчивости и улучшения качества симметрирования импульсов дв5гх- тактного инвертора, введены коммутатор, подключенный между выходом усилителя обратной связи .и вторым входом компаратора, к которому подключен емкостной накопитель, и третий элемент И, к выходу которого подключен управляющий вход коммутатора, входы третьего элемента И подключены к первому выходу задающего генератора и прямому выходу триггера, а первые входы первого и второго элементов И соединены.

9us.2

Изобретение может быть использовано в устройствах электропитания электронных вычислительных машин. Цель изббретения состоит в повышении надежности работы источника питания путем повьЕпения помехоустойчивости и качества симметрирования импульсов двухтактного инвертора. В инверторе выходное напряжение запоминают в начале периода напряжения двухтактного инвертора 3, сохраняют в течение всего периода постоянным и формируют симметричные импульсы управления двухтактного инвертора 3. Для этого и источник постоянного напряжения введены коммутатор 8 и емкостной накопи- тель 10, включенные между усилителем обратной связи 7 и компаратором 9. Повьшение помехоустойчивости обеспечивается значительным усреднением напряжения помехи, приходящей в момент открытого состояния коммутатора за счет интегрирующих свойств емкостного накопителя. 2 ил. i (Л со to 00 ас со 00

Редактор Н.Тупица

Составитель Н.Цишевская Техред Л.Сердюкова

Заказ 3495/55Тираж 659Подписное

.BHIilfflH Государственного комитета СССР

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

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Зимокосов