Широтно-импульсный стабилизатор среднего значения постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

со

00 Oi

;о

4::

Изобретение относится к электротехнике, 3 частности к преобразователям электри- lecKofi энергии, и может быть использо- }ано в системах электронитания различных технических устройств с повышенными тре- 5ованиями к стабильности и точности уста- 10ВКИ питающего напряжения.

Цель изобретения - упрощение стабилизатора.

; На чертеже представлена структурная ifcxeMa щиротно-импульсного стабилизато- ю )а среднего значения постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит силовой ключ 1, иход которого соединен с входом делителя ; напряжения, выход ключа 1 связан с вхо- ,ом LC-фильтра 3, выход LC-фильтра 3 под- лючен к входу второго интегратора 4, вход нтегратора 5 подключен к выходу дели- еля 2 напряжения, выходы интеграторов и 5 соединены с входами сумматора 6, ходы узла 7 вычитания соединены с выхо- JQ дами сумматора 6 и усилителя 8 с регулиру- с мым коэффициентом передачи, входы уси- ителя 8 соединены с источником 9 опорного апряжения и входным делителем 2 напря- ения, входы усилителя 10 с регулируемым коэффициентом передачи соединены с 25

ходным делителем 2 и источником 11 пи- т ания, выход усилителя 10 соединен с входом ценератора 12 пилообразного напряжения, 4ыход генератора 12 и выход узла 7 вычи- 7|ания соединены с входами узла 13 сравнеЕ - входное напряжение;

К - статический коэффициент передачи цепи прямой связи по возмущению ДЕ;

б коэффициент передачи модулятора;

Т - период переключения модулятора; Uon - опорное напряжение стабилизатора;

Un - амплитуда пилообразного напряжения.

Из полученного выражения видно, что если

при

т Тб/Е Цоп/Е - 2Т6/Е+ К.

S/E const, Uon/E const.

t:

TO в системе достигается инвариантность среднего значения выходного напряжения при любых значениях Е, т.е. в широком диапазоне изменения входного напряжения.

Реализация полученных условий (1) осуществляется следующим образом.

Входное напряжение Е управляет работой усилителей 8 и 10, коэффициенты передачи которых корректируются в зависимости от напряжения Е. Это обуславливает инвариантность выходного напряжения

4ия, выход схемы 13 сравнения подключен к 30 стабилизатора в широком диапазоне изменения его входного напряжения. При этом существенно упрощается настройка па- для выполнения условий

управляющему входу силового ключа 1.

: Стабилизатор работает следующим об- р|азом.

i Выходное напряжение, снимаемое с ЕС-фильтра 3, поступает на интегратор 4. Напряжение с входного делителя 2 подается на интегратор 5, выходные напряжения интеграторов 4 и 5 суммируются. Сум- л арное напряжение сравнивается с опор- цьш, которое поступает с усилителя 8 с ре- г|улируемым коэффициентом передачи. Сиг- Йал рассогласования сравнивается с пилообразным напряжением широтно-импульс- ного модулятора, в состав которого входят узел 13 сравнения и генератор 12 пилообразного напряжения. Питание к генератору 12 подается через усилитель 10 с регулируемым коэффициентом передачи. Выходной сигнал узла сравнения поступает на управляющий вход силового ключа 1 и, регулируя его работу, служит для стабилизации подаваемого на схему напряжения. Стабилизированное напряжение фильтруется LC-фнльтром 3.

Ошибка выходного напряжения стабилизатора А U при изменении входного напряжения (ЛЕ) определяется уравнением

раметров схемы инвариантности.

35

Формула изобретения

40

Широтно-импульсный стабилизатор среднего значения постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные силовой ключ и LC-фильтр, включенные между входными и выходными выводами, а также два интегратора, сумматор, узел вычитания, узел сравнения, делитель напряжения, источник опорного напряжения, генератор пилообразного напряжения и источник пи- 45 тания, два усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, причем управляющие входы обоих усилителей объединены и подсоединены через делитель напряжения к входным выводам, через первый интегратор и делитель напряжения первый вход сумматора соединен с входом силового ключа, а выход сумматора подсоединен к первому входу узла вычитания, выход которого соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход- с управляющим входом силового ключа, при этом вход генератора пилообразного напряжения через первый усилитель с регулируемым коэффициентом подключен к источ50

л Г Г- 6/E-T-Uon/E-2K Тб/Е-К-К. . р Сб/E-T+Kv)

где Кг,

ca/E-T+Kv)

статический коэффициент передачи цепи обратной связи;

входное напряжение;

статический коэффициент передачи цепи прямой связи по возмущению ДЕ;

коэффициент передачи модулятора;

период переключения модулятора; опорное напряжение стабилизатора;

амплитуда пилообразного напряжения.

олученного выражения видно, что

т Тб/Е Цоп/Е - 2Т6/Е+ К.

при

S/E const, Uon/E const.

t:

TO в системе достигается инвариантность среднего значения выходного напряжения при любых значениях Е, т.е. в широком диапазоне изменения входного напряжения.

Реализация полученных условий (1) осуществляется следующим образом.

Входное напряжение Е управляет работой усилителей 8 и 10, коэффициенты передачи которых корректируются в зависимости от напряжения Е. Это обуславливает инвариантность выходного напряжения

менения его вхо этом существенно

раметров схемы инвариантности.

35

Формула изобретения

0

Широтно-импульсный стабилизатор среднего значения постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные силовой ключ и LC-фильтр, включенные между входными и выходными выводами, а также два интегратора, сумматор, узел вычитания, узел сравнения, делитель напряжения, источник опорного напряжения, генератор пилообразного напряжения и источник пи- 5 тания, два усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, причем управляющие входы обоих усилителей объединены и подсоединены через делитель напряжения к входным выводам, через первый интегратор и делитель напряжения первый вход сумматора соединен с входом силового ключа, а выход сумматора подсоединен к первому входу узла вычитания, выход которого соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход- с управляющим входом силового ключа, при этом вход генератора пилообразного напряжения через первый усилитель с регулируемым коэффициентом подключен к источ0

5

1386974 34

нику питания, отличающийся тем, что, с це-источник опорного напряжения через второй

лью упрощения стабилизатора, второй ин-усилитель с регулируемым коэффициентом

тегратор подсоединен между выходом LC-передачи подключен к второму входу узла

фильтра и вторым входом сумматора, авычитания.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является упрощение устройства. Цель достигается тем, что в схему введены два усилителя 8 и 10 с регулируемым коэффициентом передачи. Усилитель 10 включен между источником 11 питания и генератором 12 пилообразного напряжения. Усилитель 8 включен между источником 9 опорного напряжения и узлом 7 вычитания. Управляющие входы обоих усилителей объединены и через делитель 2 подключены к входу стабилизатора. При этом интегратор 4 включен между выходом LC-фильтра 3 и вторым входом сумматора 6. Источник 9 опорного напряжения через усилитель 8 подсоединен к второму входу узла 7 вычитания. Такое подключение позволяет меньшими техническими средствами получить выходное напряжение необходимого качества. 1 ил. (Л