Стабилизатор напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

Фиг. 1

Изобретение относится к электротехнике, радиотехнике и автоматике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано, в стабилизированных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является уменьшение массогабаритных показателей.

На фиг. 1 представлена блок-схема стабилизатора, на фиг. 2 - блок-схема ключа;

одновременно, через элемент 8 задержки - на вход реверсивного счетчика 12, направление счета которого определяется сигналом на выходе элемента 5 или 6 сравнения. Элемент 5 сравнения вырабатывает на выходе сигнал, когда напр;яжение на выходе стабилизатора меньше, чем напряжение на выходе опорного элемента 11, а элемент 6 сравнения - когда больше. Напряжения с выходов реверсивного счетчика 12, ,обрачика 9. Код с выходов счетчика 9 подводится к входам дешифратора 10, а код с выхода сумматора 14 - к входам дешифратора 15. При этом на пяти (с первого

на фиг. 3 - графики напряжений на10 зующие код, подаются через инверторы

выходе различных элементов стабилизато-13 на вторые входы сумматора 14, на перра.вые входы которого подаются напряжения.

Стабилизатор .напряжений (фиг. 1) сое-образующие код, с выходбв счетчика 9. С

тоит из выпрямителя 1, входами подключен-помошью сумматора 14 « инверторов 13

ного к входным выводам, первый выход вы-происходит вычитание кода с выхода реверпрямителя подключен к обш.ему выводу, асивного счетчика 12 из кода с выхода счет- второй - к входам N параллельных .цепочек, состоящих каждая из последовательно включенных ключа 2 и дросселя 3. Выходы всех параллельных цепочек объединены

и соединены с выходным выводом для под-20 по пятый), выходах дешифратора 10 обраключения нагрузки, а также подключены кзуются импульсные напряжения (фиг. Зг,д.

первому выводу конденсатора 4, к первомуе,ж,з). Напряжения на пяти выходах (с

входу первого элемента 5 сравнения и пер-первого по пятый) дешифратора 15 также

вому входу второго элемента 6 сравнения.имеют импульсную форму. Импульсы с кажВход формирователя 7 импульсов подклю-дого выхода дешифратора 15 отстают по вречен к выходу выпрямителя 1, а выход - к25 J,Q Q импульсов с соответствующих вывходу элемента 8 задержки, входу счетчикаходов дешифратора 10. Импульсы с выходов

9, соединенного выходами с входами пер-дешифратора 15 приведены на фиг. Зк,л,м,н.

вого дешифратора 10, второй вход первогоВремя отставания (задержки) зависит от

элемента 5 сравнения и второй вход второгокода на выходе реверсивного счетчика 12,

элемента 6 сравнения объединены и подклю- Q который изменяется, с помощью, сигналов

чены к источнику 11 опорного напряжения. Выходы элементов сравнения подключены к соответствующим управляющим входам направления счета реверсивного счетчика 12. Стабилизатор также содержит инверторы 13, сумматор 14, второй дешифратор 15 и N триггеров 16.1, 16.2..., 16.N, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих ключей 2.1, 2.2.,...,2. N, первые входы подключены к соответствующим выходам первого дешифратора 10, а вторые

35

с выходов элементов 5 или 6 сравнения. Элементы 5 или 6 сравнения должны иметь определенную зону нечувствительности, т.е. когда напряжение на выходе устройства примерно равно опорному на их выходе не дблжно быть сигнала. Зона нечувствительности каждого элемента сравнения должна быть равна напряжению дискреты изменения напряжения. В момент времени to импульс (фиг. Зг). с первого выхода дешифратора 10 перебрасывает триггер 16.1, и на его вывходы - к соответствующим выходам вто- 40 ходе появляется напряжение (фиг. Зо). В рого дещифратора 15, входы которого под- момент 1з задержанный импульс (фиг. Зк) с ключены к выходам сумматора 14.

Стабилизатор работает следующим образом.

При включении питаюц1его напряжения

первого выхода дещифратора 15 снова перебрасывает триггер 16.1, и на его выходе напряжение становится равным нулю (фиг. Зо). . ,Аналогично в момент времени ti импульс

(фиг. За) на выходе выпрямителя образу- 45 Зе) с второго выхода дещифратора ется пульсирующее выпрямленное напряже- Ю перебрасывает триггер 16.2 и на его выходе появляется напряжение (фиг. 3/г). В момент t4 задержанный импульс (фиг. Зк) со

ние (фиг. 36), которое подводится к входам, например, пяти параллельных цепочек, состоящих (фиг. 1) из ключа 2.1 и дросселя

3.1, ключа 2.2 и дросселя 3.2, ключа 2.3 и брасывает триггер 16/и на его выходе напря- дросселя 3.3, ключа 2.4 и дросселя 3.4, ключа - жение становится равным нулю (фиг. Зы). 2.5 и дросселя 3.5, а также к входу формирователя 7, на выходе которого образуется импульсное напряжение (фиг. Зв), синхронное с питающим напряжением, при

этом передний фронт импульса почти совпа- 55 п,р,с,т Каждь1Й из три ггеров включ ает на дает с нулем выпрямленного напряжения время, равное длительности его выходного по времени. Импульсы с выхода формиро- импульса, соответствующие ключи 2.1, вателя 7 поступают на вход счетчика 9 и, 2.2, 2.3, 2.4 и 2.5. При этом на входе соотвторого выхода дешифратора 15 снова переОстальные три триггера 16.3, 16.4 и 16.5 работают так же. Импульсы с выходов пяти триггеров приведены на фиг. Зо,п,р,с,т. Каждый из триггеров приведены на фиг. Зо,

одновременно, через элемент 8 задержки - на вход реверсивного счетчика 12, направление счета которого определяется сигналом на выходе элемента 5 или 6 сравнения. Элемент 5 сравнения вырабатывает на выходе сигнал, когда напр;яжение на выходе стабилизатора меньше, чем напряжение на выходе опорного элемента 11, а элемент 6 сравнения - когда больше. Напряжения с выходов реверсивного счетчика 12, ,образующие код, подаются через инверторы

чика 9. Код с выходов счетчика 9 подводится к входам дешифратора 10, а код с выхода сумматора 14 - к входам дешифратора 15. При этом на пяти (с первого

сивного счетчика 12 из кода с выхода счет-

по пятый), выходах дешифратора 10 обракоторый изменяется, с помощью, сигналов

с выходов элементов 5 или 6 сравнения. Элементы 5 или 6 сравнения должны иметь определенную зону нечувствительности, т.е. когда напряжение на выходе устройства примерно равно опорному на их выходе не дблжно быть сигнала. Зона нечувствительности каждого элемента сравнения должна быть равна напряжению дискреты изменения напряжения. В момент времени to импульс (фиг. Зг). с первого выхода дешифратора 10 перебрасывает триггер 16.1, и на его выходе появляется напряжение (фиг. Зо). В момент 1з задержанный импульс (фиг. Зк) с

Зе) с второго выхода дещифратора Ю перебрасывает триггер 16.2 и на его выходе появляется напряжение (фиг. 3/г). В момент t4 задержанный импульс (фиг. Зк) со

брасывает триггер 16/и на его выходе напря- жение становится равным нулю (фиг. Зы).

второго выхода дешифратора 15 снова пере брасывает триггер 16/и на его выходе напря- жение становится равным нулю (фиг. Зы).

п,р,с,т Каждь1Й из три ггеров включ ает на время, равное длительности его выходного импульса, соответствующие ключи 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 и 2.5. При этом на входе соотОстальные три триггера 16.3, 16.4 и 16.5 работают так же. Импульсы с выходов пяти триггеров приведены на фиг. Зо,п,р,с,т. Каждый из триггеров приведены на фиг. Зо,

ветствующих дросселей 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 (фиг. 1) появляются несколько полупериодов выпрямленного напряжения (фиг. Зу,ф,х, щ,ш) Постоянное напряжение U на конденсаторе 4 и на нагрузке определяется средней площадью кривых напряжений, действующих на входах дросселей (фиг. Зы). Если теперь входное напряжение несколько уменьшится, то несколько уменьщится и выходное напряжение стабилизатора, и.

чей к общему выводу, а второй - к входам N параллельных цепочек, каждая из которых состоит из последовательно включенных ключа и дросселя, выходы всех параллельных цепочек объединены и соединены с выходным выводом, первым выводом конденсатора, первым входом первого элемента сравнения и первым входом второго элемента сравнения, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выследовательно, на выходе элемента 5 срав- Ю ход к входу элемента задержки, счетчик, нения появится сигнал, а на выходе ревер- соединенный выходами с входами первого сивного счетчика изменится код, при этом . дешифратора, второй вход второго элемен- импульсы с выходов дешифратора 15 бу- та сравнения и второй вход первого эле- дут еще больще задержаньг от импульсов мента сравнения объединены и подключены с соответствующих выходов дешифратора . к источнику опорного напряжения, а их 1Г, .- .. выходы подключены к соответствующим управляющим входам реверсивного счетчика, второй вывод конденсатора подключен к общему выводу, отличающийся тем, что, с

целью уменьшения массогабаритных пока10, что приведет к расширению импульсов на всех триггерах (фиг. Зо,п,р,с,т) и следовательно к увеличению числа выпрямленных полупериодов входного напряжения (фиг. Зу,ф,х,ш.,щ}, поступающих на

входы дросселей (фиг. 1), что приведет к.не- 20 зателей, в него введены инверторы по числу которому увеличению выходного напряжения. разрядов реверсивного счетчика, сумматор.

Таким образом, выходное напряжение с определенной степенью точности будет стабилизировано. Уменьшение массогабаритных показателей устройства происходит за счет уменьщения массогабаритных показателей дросселей. Для данного устройства в случае максимального входного сетевого напряжения работают все ключи, и ток нагрузки протекает через все дроссели.

25

&торой дешифратор и N триггеров, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих ключей, первые входы к соответствующим выходам первого дешифратора, а вторые входы - к соответствующим выходам второго дешифратора, входы которого подключены к выходам сумматора, первые входы сумматора подключены к выходам счетчика, а вторые входы - к 30 выходам соответствующих инверторов, входы которых соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, счетный вход счетчика соединен с выходом формирователя импульсов, а счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом элемента задержки.

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения, содержащий выпрямитель, входами подключенный к входным выводам, первый выход которого подключей к общему выводу, а второй - к входам N параллельных цепочек, каждая из которых состоит из последовательно включенных ключа и дросселя, выходы всех параллельных цепочек объединены и соединены с выходным выводом, первым выводом конденсатора, первым входом первого элемента сравнения и первым входом второго элемента сравнения, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход к входу элемента задержки, счетчик, соединенный выходами с входами первого дешифратора, второй вход второго элемен- та сравнения и второй вход первого эле- мента сравнения объединены и подключены к источнику опорного напряжения, а их выходы подключены к соответствующим упцелью уменьшения массогабаритных показателей, в него введены инверторы по числу разрядов реверсивного счетчика, сумматор.

20 зателей, в него введены инверторы по числу разрядов реверсивного счетчика, сумматор.

25

&торой дешифратор и N триггеров, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих ключей, первые входы к соответствующим выходам первого дешифратора, а вторые входы - к соответствующим выходам второго дешифратора, входы которого подключены к выходам сумматора, первые входы сумматора подключены к выходам счетчика, а вторые входы - к 30 выходам соответствующих инверторов, входы которых соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, счетный вход счетчика соединен с выходом формирователя импульсов, а счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом элемента задержки.

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Целью изобI. g J Г«П ретения является уменьшение массогабарит- ных показателей стабилизатора. Это достигается тем, что в схему введены N триггеров 16, второй дешифратор 15, инверторы 13 и сумматор 14. Введение указанных элементов обеспечивает поочередное включение в работу всех параллельных цепочек, каждая из которых включает ключ 2 и дроссель 3. Включение и выключение цепочек осуществляется триггерами 16, управляемыми выходными сигналами дешифраторов 10 и 15. Длительность включенного состояния каждой цепочки определяется состоянием реверсивного счетчика 12. Так как ток нагрузки протекает через все ячейки, обеспечивается уменьшение массогабарит- ных показателей дросселей 3. 3 ил. J./ i (Л со 00 ел 1C ел

Фиг. 2

aU

/

V/

б tinnnnnnnnnnnnniin

Ш., tz t3 t4 OJff t tg

ftfl

.

f CELfp ж

I-,t5

ItJ

Lt5L

iit

ГТ

IL

w ff л

131

+И

C

I

t3

n.

tI M I

t t

ryN

fT

I I I I I

ta

i/0

.J

/ rx

/

v -/

vj

t t

r

t