Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

JZ. I . т I

CAd

«vl

Vj

00

li

iJE

rs Q30

Ll.ZJ

14)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным стабилизаторам напряжения постоянного тока, предназначено для использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и является дополнительным к авт„ св. № 8Г|234„

Вход 35 компаратора 26 )1апряженич соединен с выходом усилителя 3 сигнала рассогласования.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

При нормальной работе на вход 8 модулятора 9 подается усиленный сигнал рассогласования, представляющий

Изобретение относится к электротехнике и предназначено Для использования в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повьшение надежности и распшрение функциональных возможностей, В уст-вс. введены испол.д янрозотроы. олнительный элемент 24, компараторы 25, 26 напряжения, схема И 29 и дополнительный резисторный делитель 30-31 опорного напряжения. В нормальном режиме исполнительный элемент 24 не срабатывает, так как на выходе схемы И 29 - напряжение О. В аварийном режиме на выходе схемы И 29 появляется напряжение I вызывая срабатывание исполнительного элемента 24, Последний отключает устройство от входа и одновременно включает аварийную сигнализацию. Компаратор 25 исключает ложное срабатывание элемента 24 на интервале времени переходного процесса установления номинального выходного напряжения, 1 ил. (С (Л

Цель изобретения - повьшение надеж-jQ собой при отсутствии возмущающих воз20

25

30

ости и расширение функциональных о зможно стей«

Иа чертеже представлена электричесая схема импульсного дтабилизатора постоянного напряженияо15

Силовая часть стабилизатора состоит из .регулирующего транзистора 1 и нтегрирующего фильтра 2, управляющая асть - из усилителя 3 сигнала рас-, согласования, входы 4 и 5 которого подключены соответственно к делителю 6 выходного напряжения и источнику 7 опорного напряжения, а выход .соединен с входом 8 модулятора 9 длительности импульсов, другой вход |0 которого соединен с выходом генератора II пилообразного напряжения и входом 12 модулятора 13 длительности импульсов. Вход 14 последнего соедийен со средней точкой резисторного делителя 15- 16 Напряжения, который таюке подключен к выходу источника 7 опорного напряжения

К одному из плеч резисторного делителя 15-16 напряжения, к резистору 16 подключен конденсатор 17. Вьосоды модуляторов 9 и 13 длительности импульсов подключены к входам 18 и 19 cxeMiii И 20, выход которой соединен с базой регулирующего транзистора 1,

Стабилизатор напряжения имеет входную клемму 21, выходную клемму 22 и общу}о клемму 2-3 с .

За11Д1Тная часть стабилизатора со- дЗ стоит из исполнительного элемента 24, включенного между входной клеммой 21 и регулиругощим транзистором 1, компа- ратор 23,26 напряжения, выходы кото- рьпс соединены соответственно с входа- гл ми 27,28 схемы И 29. Выход последней соединен с входом исполнительного элемента 24 Средняя точка резисторного делителя 30-31 опорного напря жения соединена с входом 32 компара- ее тора 25 напряжения, вход 33 которого соединен с входом 34 компаратора 26 напряжения и входом 14 модулятора 13 длительности импульсов

35

40

0

5

0

5

З л е

5

0

действий некоторое значение постоянного напряжения „ Это напряжение вырабатывается усилителем 3 сигнала рассогласования, на входы 4 и 5 которого подается соответственно напряжение, значение которого пропорцио- нально значению напряжения с выхода 22 стабилизатора и опорное напряжение

На вход 14 модулятора 13 подается напряжение с средней точки резисторного делителя 15-16 напряжения, значение которого устанавливается в зависимости от того, на каком уровне необходимо ограничить величину входного напряжения стабилизатора.

Модулятор 9, сравнивая пилообразное напряжение с генератора II и усиленный сигнал рассогласования, формирует управляющие импульсы определенной длительности.

Модулятор 13, сравнивая пилообраз- ное напряжение и напряжение с средней точки резисторного делителя 5- 16 напряжения, формирует импульсы, длительность которых постоянна и соответствует заданному уровню ограничения выходного напряжения стабилизатора, но всегда больше, чем длительность управляющих импульсов с йыхода модулятора 9 при нормальной работе.

Обе последовательности импульсов с выходов модуляторов 9 и 13 поступают на входы 18 и 19 схемы И 20, логически суммируются и поступают на базу регулирующего траиз1истора I,

Схема И формирует импульсы, длительность которых равна меньшей по величине длительности импульсов, поступающих на выходы схемы И,

Таким образом, при нормальной работе стабилизатора длительности управляющих импульсов на базе регулирующего транзистора 1 равна длительности импульсов, формируемых модулятором 9 длительности импульсов. В выходном фильтре 2 происходит выпрямле ние и сглаживание импульсов входного

напряжения.в результате чего на выход 22 поступает постоянное напряжение,

В случае увеличения (уменьшения) значения входного напряжения значение вьгходного напряжения также стремится увеличиться (уменьшиться),что приводит к увеличению (уменьшению) разности значений напряжений на входах 4 и 5 усилителя З.Это, в свою очередь, приводит к уменьшению (увеличению) длительности управляющих импульсов на выходе .модулятора 9, а следовательно, и на выходе схемы И 20, чем и осуществляется стабилизация вьгходного напряжения.

На вход 32 компаратора 25 напряжения подается напряжение с средней точки резисторного делителя 30-ЗЬ

опорного напряжения, значение которо-2д исполнительного элемента 24, вызывая

при этом его срабатывание

напряжения присутствует напряжение I, поетупающее

го устанавливается меньшим значения напряжения в средней точке резисторного делителя напряжения в установившемся режиме работы стабилизатора и в то же время большим, чем значение напряжения на выходе усилителя 3 сигнала рассогласования при нормальной работе стабилизатора.

При нормальной работе стабилизатора значение напряжения на входе 35. компаратора 26 напряжения всегда меньше, чем на входе 34, На выходе компаратора 26 напряжения присутствует напряжеиие О, поступающее на вход 28 схемы И 29, На входе 33 компаратора 25 напряжения значение напряжения больше, чем на входе 32, На выходе компаратора 25

I

на вход 27 схемы И 29. При этом на выходе схемы И присутствует напряжение о, поступающее на вход исполнительного элемента 24, не вызывая при этом его срабатьгаания.

При обрыве цепи обратной связи, Тов, при отключении делителя 6 от выходной клеммы 22, значение напряжения на входе 4 усилителя 3 сигнала рассогласования падает до нуля. При этом сигнал рассогласования становится : равным значению опорного напряжения, подаваемого на вход.5 усилителя 3, а. на его выходе значение напряжения увеличивается до максимального, превы- тающего напряжение в средней точке делителя }5-16„ При этом длительность импульсов, формируемых модулятором 9, оказьшается больше длительности нм- пульсов, формируемых модулятором 13,(

с

и длительность управляющих импульсов на базе регулирующего транзистора I становится равной длительности импульсов , формируемых модулятором 13. Таким образом, производится ограничение значения выходного напряжения на любом заданном уровне. , Появление на выходе усилителя 3 сигнала рассогласования максимального значения напряжения,пpeвышaFoщeгo значение напряжения в средней точке делителя 15-16,вызьгеает появление на выходе компаратора 26 напряжения наo

пряжение I , поступающее на вход 28 схемы И 29, На входе 27 схемы И 29 при этом присутствует напряжение t. На выходе схемы И 29 появляется напряжение 1, поступающее на вход

35

25

зо дд

45 50

5

при этом его срабатывание

Исполнительньм элемент 24 отключает импульсный стабилизатор постоянного напр.яжени.я от входной клеммы 21 и одновременно включает аварийную сигнализацию.

При включении стабилизатора напряжения конденсатор 17 начинает заряжаться через плечо делителя 15-16. Благодаря этому в первый момент после включения стабилизатора значение напряжения на входе ,14 модулятора 13 меньше напряжения на входе 8 модулятора 9 и близко к нулю. Управляющие импульсы.на выходе модулятора 3,а следовательно, и на базе регулирующего транзистора 1 отсутсвуют. По мере заряда конденсатора 17 значение напряжения на входе 14 модулятора 13 плавно увеличивается, что вызьгеает плавное увеличение длительности управляющих импульсов, плавное увеличение значения выходного напряжения, 1

После окончания переходного процесса включения конденсатор 17 оказывается заряженным до своего установившегося значения. Напряжение на входе 14 модулятора 13 становится больше напряжения на входе 8 модулятора 9 и управление регулирующим транзистором i-производится импульса- . ми с выхода модулятора 9, Конденсатор 17 не оказывает никакого влияния на динамические свойства стабилизатора.

Б первый момент после включения стабилизатора, значение напряжения ни входе 35 компаратора 26 напряжения

больше, чем на входе 34, На выходе компаратора 26 напряжения при этом присутствует напряжение 1, поступающее на вход 28 схемы И 29, На входе 32 компаратора 25 напряжения значение напряжения больше, чем на входе 33. На выходе компаратора напряжения 25 при этом присутствует напряжение о

, поступающее на вход 27 схемы 0 этого сигнала с средней точки резис- И 29. На выхо/ е схемы И 29 присутст- торного делителя 15-16 поступают по вует напрйжение 0,не вызывающее срабатывания исполнительного элемента 24,

независимым друг от друга цепям на входы соответствующих модуляторов длительности импульсов. Логическое

По мере заряда конденсатора 17 зилчение напряжения на входе 34 компаратора напряжения 26 и входе 33 компаратора 25 напряжения возрастает. Плавно увеличивающееся значение выходного напряжения стабилизатора вызывает уменьшение значения напряжения на выходе усилителя 3 сигнала рассогласования „ В момент времени, соответствующий равенству напряжений на входах 35 и 34 компаратора 26 напряжения (при этом изменение значения Напряжения на входе 35 компаратора Й6 напряжения происходит в сторону его уменьшения, а изменение значения напряжения на входе 34 компаратора 26 напряжения происходит в сторону его увеличения) на выходе компаратора 26 напряжения появляется напряжение О

15 суммирование этих сигналов производи ся лишь в сАеме И 20, в результате ч го полностью исключено влияние этих сигналов друг на друга. Это дает воз моткность задать уровень ограничения

20 сколь угодно близким к уровню си гна- ла рассогласования, а следовательно, ограничить выходное напряжение стаби лизатора на уровне, близком к номинальному значению,

2 Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянно го напряжения по авт.св. № 811234, отличающийся тем, что, с 30 целью повьшения надежности и расшире ния функциональных возможностей, в него введены исполнительный элемент, первый и второй компаратор1ы напряжения, выходы которых подключены к со, поступающее вход 28 схемы И 29, На выходе компаратора 25 напря- 35 ответствующим входам дополнительно

введенной схемы И, и дополнительный резисторный делитель опорного напряжения при этом присутствует напряже- . ние О.

В момент времени, соответствующий равенству напряжений на входах 33 и 32 компаратора 25 -напряжения (при этом изменение значения напряжения на входе 33 Компаратора 25 напряжения происходит в сторону его увеличения).

жения, средняя точка которого соединена с первым входом первого компа40 ратора напряжения, второй вход которого соединен с первым входом второго компаратора напряжения и вторым входом второго модулятора длительности импульсов, второй вход второго компаНа выходе компаратора 25 напряжения появляетс;ч напря5кение 1, поступающее на вход 27 схемы И 29, При этом на выходе схемы И 29 присутствует напряжение о поступающее на вход исч полнительного элемента 24, не вызывая при этом его срабатывания. п

Составитель С,Горбачева Редактор М.Келемеш Техред М.Дидык

45 ратора нап сигнала р ход допол

с входом и включенно регулирующ

78446

Таким образом, компаратор 25 напряжения исключает ложное срабатывание исполнительного элемента 24 на интервале времени переходного процесса установления номинального выходного напряжения стабилизатора.

Сигнал рассогласования с выхода усилителя 3 и напряжение ограничения

этого сигнала с средней точки резис- торного делителя 15-16 поступают по

независимым друг от друга цепям на входы соответствующих модуляторов длительности импульсов. Логическое

суммирование этих сигналов производит ся лишь в сАеме И 20, в результате чего полностью исключено влияние этих сигналов друг на друга. Это дает воз- моткность задать уровень ограничения

сколь угодно близким к уровню си гна- ла рассогласования, а следовательно, ограничить выходное напряжение стабилизатора на уровне, близком к номинальному значению,

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения по авт.св. № 811234, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и расширения функциональных возможностей, в него введены исполнительный элемент, первый и второй компаратор1ы напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам дополнительно

жения, средняя точка которого соединена с первым входом первого компаратора напряжения, второй вход которого соединен с первым входом второго компаратора напряжения и вторым входом второго модулятора длительности импульсов, второй вход второго компаратора напряжения соединен с выходом сигнала рассогласования, причем выход дополнительной схемы И соединен

с входом исполнительного элемента, включенного между входной клеммой и регулирующим транзистором.

Корректор М.Пожо