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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания аппаратуры устройств связи, автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения -- повышение надежности ключевого стабилизатора за счет ограничения максимального тока через ключевой элемент и разрядный диод.

На чертеже ириведена схема ключевого стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит последовательный ключевой элемент 1, подключенный к LC-фильтру с дросселем 2 и конденсатором 3 и управляющим вхо.аом соединенный с выходом блока 4 управления, вход которого включен параллельно выходным клеммам. Блок 4 управления содержит источник 1 апряжения 15, усилитель 14 рассогласования, резисторы 12 п 13 делителя цепи обратной связи, широтно-имиульсный модулятор 16. Стабилизатор содержит также первый разрядный диод 5, подключенный одним выводом к общей точке ключевого элеме1гга I и дросселя 2 LC-фильтра, а другим выводом нодсоединенный через конденсатор 8 к второй питающей шине.

Второй разрядн1 1Й диод 6 подключен одним выводом через дополнительный дроссель 7 к общей точке ключевого элемента 1 н дросселя LC-фильтра, а другим выводом - к второй питающей 1нпне. Инвертирующий усилитель 10 входом подключен к общей точке первого разрядного диода 5, конденсатора 8 и разрядного резистора 9, а выходом соединен с блоком 4 управлепия. Причем другой вывод разрядно|-о резистора 9 подключен к выходной клемме, соединенной с LC-фильтром.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

При включенном ключевом элементе 1 ток дросселя 2 протекает через нара.тлельно соединенные конденсатор 3 и нагрузку, включенную 11арал,1ельно выхо.аным клеммам ста- бн;1изатора. При вык.:ночении ключевого элемента 1 ток дросселя 2 нротскает через нара.тлельно включенные конденсатор 3 и нагрузку, последовательно включенные кон- де1 сатор 8 и первый разрядный диод 5. Этот ток заряжает конденсатор 8 до некоторого напряжения с полярностью, указанной на фиг. 2 в скобках. Напряжение, до которого заряжается конденсатор 8, прикладывается к донолните.чьному дросселю 7. Через открытые диоды 5 и 6 и через дроссель 7 начинает нарастать ток. Так как сумма токов через конденсатор 8 и донол- нительный дроссель 7 nocTOHiiiia и равна току дросселя 2, в момент, когда ток дросселя 7 становится равным току дросселя 2, диод 5 закрывается и конденсатор 8 разряжается через разрядный резистор 9.

Напряжение, ;,о которого заряжается конденсатор 8, нрикладывается через инвер- тируюн1нй усилитель 10 и развязываюп1ий

диод к входу усилителя 14 рассогласования блока 4 управления. При следующем замыкании ключевого элемента 1 к диоду 5 нрикладывается обратное напряжение. Одна- ко диод 5 уже полностью закрыт.

К дросселю 7 прикладывается напряжение питания и его ток начинает умень- щаться до нуля. Диод 6 закрывается. Величина напряжения на конденсаторе 8 зависит от величины тока дросселя 2, который мож0 но считать равным току нагрузки при достаточной индуктивности дросселя 2. Следовательно, любое изменение тока через ключевой элемент 1 и разрядный диод 6, под действием изменяющегося тока нагрузки, приводит к изменению напряжения на конденсаторе 8.

Когда ток нагрузки, а значит ток через ключевой элемент 1 и разрядный диод 6 меньпле допустимого порогового значения, напряжение на конденсаторе 8, прикладь 0 ваемое через инвертирующий усилитель 10 к диоду 11, меньше напряжения обратной связи, прикладываемого к усилителю 14 рассогласования и другому выводу диода 11. Следовательно, диод 11 закрыт.

Когда ток через ключевой элемент 1 и

5 разрядный диод 6 превышает пороговое значение диод 11 открывается и выходное напряжение инвертирующего усилителя 10 поступает на вход усилителя 14 рассогласования, где оно сравнивается с напряжением источника 15 напряжения. Сигнал рассогласования с усилителя 14 рассогласования поступает на вход широтно-импульсного модулятора 16 и воздействует на него таким образом, что длительность импульсов на выходе щиротно-импульсного модулятора, а следовательно, длительность открытого состояния ключевого элемента 1 уменьщается настолько, что напряжение на конденсаторе 8, ток через ключевой элемент 1 и коммутирующий диод 6, не превыщает порого- BOi o уровня.

0

Формула изобретения

Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащ,ий последовательно включенные между входной и выходной

0

5

клеммами ключевой элемент и дроссель

LC-фильтра, конденсатор LC-фильтра, подключенный между выходной клеммой и общей шиной, параллельно которому иодсоеди- неп входом делитель напряжения, выход ко,. торого соединен с входом блока управления, выходом соединенный с управляюнл,им входом ключевого элемента, первый разрядный диод, подключенный одним выводом к общей точке ключевого элемента и дросселя LC- фильтра, а вторым выводом соединенный

через конденсатор с общей щиной, цепочку из последовательно соединенных второго разрядного диода и дополнительного дросселя, включенную параллельно входу LC-фильтра,

1337886

34

и разрядный резистор, одним выводом под-и диод, причем вход инвертирующего усилиключенный к общей точке конденсатора ителя подключен параллельно конденсатору, а

первого разрядного диода, отличающийсявыход через диод соединен с входом блока

тем, что, с целью повышения надежности,управления, другой вывод разрядного резисв него введен инвертирующий усилитель тора подключен к выходной клемме.

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания и может быть использовано для питания аппаратуры устройств связи, автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения состоит в повышении надежности ключевого стабилизатора постоянного напряжения путем обеспечения защиты от перегрузки по току. Поставленная цель достигается за счет введения в стабилизатор, содержащий последовательно включенные между входными и выходными клеммами ключевой элемент 1 и LC-фильтр, вход которого защунтирован цепочками из последовательно соединенных дополнительного дросселя 7 и первого разрядного диода 6, а также второго разрядного диода 5 и конденсатора 8, и блок управления 4, входом соединенный с выходными клеммами, а выходом подключенный к управляющему выводу ключевого элемента 1, инвертирующего усилителя 10, входом подсоединенного к конденсатору 8, а выходом - к дополнительному входу блока управления 4. 1 ил. ел ш. оо О2 00 СХ) 05