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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - уменьшение времени установления выходного напряжения без перерегулирования при включении стабилизатора в широком диапазо- не изменения нагрузки и, как следствие, повьшение надежности устройства.

На фиг, 1 изображена структурная схема предлагаемого стабилизатора; На фиг, 2 и 3 - графики, поясняющие принцип работы стабилизатора.

Стабилизатор содерж1-1т регулирующий транзистор 1, LCD-фильтр 2, блок 3 сравнения сигнала выходного и опорного напряжений, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 4, генератор 5 пилообразного напряжения (ГПН), релейш ш элемент 6, логический элемент И , датчик 8 тока и логический элемент НЕ 9,

При включении стабилизатора, когда рассогласование велико, работает канал обратной связи, содержап ий блок 3 сравнения и FIHM 4, причем последний находится в состоянии насыщения ГПН 5 функционально необходим для работы ПШМ А, Реле 6 находится в разомкнутом состоянии, однако на выходе элемента НЕ 9 имеется высокий потенциал, поэтому сигнал с ШИМ проходит на вход регулирующего транзистора I через элемент И 7. Транзистор 1 открыт, и выходное напряжение нарастает, уменьшая рассогласов ацие. Одновременно нарастают ток дросселя и ток конденсатора 1СО фильтра (фиг. 2) В момент времени t.( при определенном токе конденсатора. 1, срабатывает реле 6 и на выходе элемента НЕ 9 устанавливается низкий потенциал. Транзистор 1 закрывается, и дальнейшее нарастание выходного напряжения происходит за счет энергии,, накопленной в дросселе. Ток конденсатора Ij, умень ..шается и при достижении определенного значения с2. соответствзтощего .моменту t. вхождения ШИМ в линейную зоуу, .реле 6 выключается и на выходе элемента НЕ вновь устанавливается высокий потенциал. Сигнал с П1ИМ вновь проходит на вход транзистора 1 и ста- билизат-ор без перерегу.тгар6вания приходит к установившемуся значению за минимальное время, т,е, обеспечивает

ся оптимальный по быстродействию переходный процесс при условии управления только моментами переключения регулирующего транзистора. Таким образом, для обеспечения оптимального закона управления регулирующим транзистором 1 необходимо, чтобы релейный элемент 6 имел гистерезисную характеристику, показанную на фиг, 3, Моменты переключения, а следовательно, уровни срабатывания и отпускания реле

с

и I

С1

),

определяющие закон

15

оптимального управления регулирующим транзистором 1, можно точно рассчитать в результате решения граничной задачи одним из численных методов. Однако с достаточной для практики точностью эти значения можно найти из следующих простых соотношений (при

условии К„ Л./С, которое обычно вы- н.

полняется на практике;

25

су

где Ug - напряжение питания;

- установившееся значение коэффициента заполнения ШИМ;

L, С - параметры фильтра; RL. - сопротивление нагрузки.

г

5

0

5

0

5

Значение

ь

тока отпускания реле , должно соответствовать моменту вхождения в зону линейной работы ПШМ, т.е. зависит от коэффициента усиления основного канала обратной связи, и обычно составляет 0,02-0,1 (. , Так как токи дросселя и нагрузки изменяются пропорционально значению сопротивления нагрузки, то токи срабатывания (icf) отпускания (icz) реле практически не зависят от сопротивления нагрузки. При скачкообразном изменении нагрузки введенный дополнительный канал обратной .связи уменьшает амплитуду и время переходных процессов, особенно при сбросе нагрузки.

В стабилизаторе полностью отсутствует перенапряжение при включении, причем оптимальная или близкая к оптимальной характеристика сохраняется в широком диапазоне изменения нагрузки . Это позволяет использовать стабилизатор в качестве вторичного источника электропитания в устройствах, особенно чувствительных к перенапряжениям, например, в устройствах вычислительной техники.

Формула изобретени

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, LCD-фильтр, последовательно включенные между входным и выходным выводами, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходными выводами, а к второму входу подключен источник опорного напряжения, широтно-импульсный модулятор, к первому входу которого подключен генератор пилообразного напряжения, а выход соединен с первым входом логического элемента И, выход которого подключен к управляющему входу регу3341344

лирующего транзистора, и релейный элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени

g установления выходного напряжения

без перерегулирования при включении стабилизатора в широком диапазоне изменения нагрузки, в него введены логический элемент НЕ и датчик тока, 0 а релейный элемент выполнен с гисте; резисной характеристикой, причем логический элемент НЕ подключен входом к выходу релейного элемента, а выходом - к второму входу логического 15 элемента И, датчик тока втчеден в цепь

конденсатора LCD-фильтра н подключен к входу релейного элемента, а блок сравнения подключен к второму входу широтно-импульсного модулятора.

Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано в качестве вторичного источника питания радиоаппаратуры. Цель изобретения - уменьшение времени установления выходного напряжения без перерегулирования при включении стабили0 УЙ i затора в широком диапазоне изменения нагрузки. Стабилизатор содержит ре- .гулирующий транзистор Г, LCD-фильтр 2 и двухканальную цепь управления. Один канал содержит блок сравнения 3,широтно-импульсный модулятор (ПММ) 4,второй канал - релейный элемент 6 с гистерезисной характеристикой, датчик тока 8, включенный в цепь конденсатора LCD-фильтра, и логический элемент НЕ 9. Оба канала через логический элемент И 7 подсоединены к входу регулирующего транзистора 1. Повьшение быстродействия стабилизатора при включении достигается за счет работы сначала релейного канала, а затем канала ШИМ. В стабилизаторе полностью отсутствует перенапряжение при включении, причем оптимальный закон управления регулируюшим транзистором 1 сохраняется в широком диапазоне изменения нагрузки. 3 ил. S (Л с 00 00 4;ib 00 4

f

LC2 icr

(рие.З

i-c

Фиг. 2

Соста.витель А. Волкова Редактор Е, Копча Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3962/45 Тираж 863Подписное

ВНИИЛИ Государственного коьштета СССР

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

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