Способ стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

4

Ьд

Од

ч

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной техник е, и может быть использовано при построении быстродействующих импульсньпс стабилизаторов напряжения для автономных систем электро питания.

Цель изобретения - повьшение качества выходного напряжения быстро- действующего стабилизатора путем снижения зависимости качества выходного напряжения от изменения параметров Силовой части стабилизатора.

На чертеже приведена схема стабИли затора для осуществления способа стабилизации выходного напряжения,

Стабилизатор содержит силовой ключ 1 и дроссель 2, включенные последовательно мелсду входом 3 и выходом 4 стабилизатора. Диод 5 подключен между общей точкой силового ключа 1 и дросселя 2 и общим проводом 6 устройства. Конденсатор 7 и датчик 8 тока соединены последовательно и включены между выходом 4 и общим проводом 6 устройства. Информапионньш выход датчика 8 тока .подключен к перйым входам интегратора 9 и усилителя 10. Сумматор 11 суммирующим входом под- ключен к выходу 4, вычитающим входом к выходу /интегратора 9 и выходом - к второму входу интегратора. 9« Сумматор 12 подсоединен суммирующим входом к выходу интегратора 9, вычитающим входом - к выходу источника 13 эталонного напряжения и выходом - к второму входу усилителя 10,

Ииротно-импульсный модулятор 14 с блокируюЕсим RS-триггером подключен первым входом к .выходу усилителя 10, вторым входом - к выходу задающего генератора 15 и выходом - к управляющему входу силового ключа Г.

Согласно предлагаемому способу стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора, содержащего индуктивно-емкостный фильтр, регулирующий элемент., широтно-им- пульсный модулятор с пилообразным опорным напряжением, измеряют ток конденсатора фильтра и вьисодное напряжение, вычисляют напряжение на емкости конденсатора фильтра, сравнивают его с эталонным, получают сигнал рассогласования, умножают сигнал пропорциональный току конденсатора фильтра, и сигнал рассогласования соответственно на коэффициенты К

и К , суммируют полученные сигналы и подают результирующий суммарный сигнал на вход широтно-импульсного 1модулятора, причем

„ 2-L-Un

ETt:7f7(T+t;;;7f)j

К 2

и f

К,

1

где L и С - индуктивность и емкость

выходного фильтра; Е - входное напряжение; и - скорость изменения .пилообразного опорного напряжения}

Т и период преобразования и статическая длительность импульса.

При этом напряжение на емкости конденсатора фильтра вычисляют путем интегрирования суммарного сигнала в виде суммы сигнала, пропорционального току конденсатора фильтра, взятого с коэффициентом 1/С, и сигнала отклонения интеграла суммарного сигнала от выходного напряжения, взятого с коэффициентом К (0,05 - 0,0005)/Rc C, где К - внутреннее сопротивление конденсатора фильтра.

Высокие быстродействие и запас устойчивости стабилизатора достигаются при использовании для управления двух координат - тока конденсатора фильтра и напряжения на емкости конденсатора фильтра. Согласно известным способам учитывают падение напряжения на внутреннем сопротивлении конденсатора или получают напряжение на емкости конденсатора, вычитая из выходного напряжения, падение напряжения на внутреннем сопротивлении конденсатора. Изменение параметров конденсатора - внутреннего сопротивления и величины емкости - не позволяет точно учесть падение напряжения на емкости конденсатора или вычислить его. Это сказывается-на процессе стабилизации напряжения,

снижая быстродействие стабилизатора, I

Точно вычислить напряжение на

емкости конденсатора фильтра можно путем интегрирования тока конденсатора фильтра, взятого с коэффициентом 1/С, Для предотвращения временного ухода (отклонения) интеграла тока конденсатора от напряжения на емкоети конденсатора фильтра из-за неточности выполнения операции интегрирования (неидеальности операционного усилителя и т.д.) осуществляют корре цию вычисленного значения напряжения на емкости фильтра, для чего в сумме с током конденсатора фильтра, взятым с коэффициентом 1/С, интегрируют сигнал отклонения вычисленного значения напряжения на емкости конденсатора фильтра от выходного напряжения.

Дополнительно устраняется и влияние на процесс стабилизации напряжения величины емкости конденсатора фильтра, поскольку в выражении, определяющем коэффициент Kj, и при вычислении напряжения на емкости конденсатора фильтра принимается номинальная величина емкости.

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

Силовой ключ 1 преобразует постоянное входное напряжение, поданное на клемму 3, в последовательности прямоугольных импульсов, поступающих на вход ВЬС-фильтра 2,5,7. Ток конденсатора 7 DLC-фильтра измеряется датчиком 8 тока и подается на первый вход интегратора 9. На второй вход интегратора 9 подается разность выходного напряжения стабилизатора и выходного напряжения интегратора 9 с выхода сумматора 11. Выходное напряжение интегратора 9 в сумматоре 12 сравнивается с эталонным напряжением. Усиленная усилителем 10 сумма напряжений датчика 8 тока и сумматора 12 подается на вход широтно-импульсного мо- дулятора 14 с блокирующим RS-тригге- ром, который с помощью задающего интегратора 15 Преобразует это напряжение в последовательность прямоугольных импульсов, управляющих рабо- той силового ключа 1.

Интегрирование сигнала датчика тока и сигнала, равного разности выходного напряжения стабилизатора и напряжения интегратора позволяет по- высить качество выходного напряжения быстродействующего стабилизатора путем исключения влияния изменения параметров ВЪС-фильтра,

Формула изобретения

Способ стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора, содержащего индуктивно-емкостный фильтр, регулирующий элемент, широт- но-импульсный модулятор с пилообразным опорным напряжением, осуществляемый путем измерения тока конденсато- ра фильтра и выходного напряжения, вычисления напряжения на емкости конденсатора фильтра, сравнения его с эталолным, получения сигнала рассогласования, умножения тока конденсатора фильтра и сигнала рассогласования соответственно на коэффициенты К; и К„, причем

I И

L- - 2L-UJ,

К; -

- rsj

.к.

е.к

11

где 1,,С - соответственно индуктивность и емкость индуктивно-емкостного фильтра; Е - входное напряжение; Up - скорость изменения пилообразного опорного напряжения широтно-имп льсного модулятора;

T,.t - соответственно период и статическая длительность импульса регулятора элемента,

суммирования полученных сигналов и формирования результирующим сигналом импульсов управления регулирующим элементом по принципу широтно-импульс ной модуляции, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения быстродействующего стабилизатора, напряжение на емкости конденсатора фильтра вычисляют путем интегрирования сигнала в виде суммы тока конденсатора, взятого с коэффициентом Г/С, и сигнала отклонения интеграла суммарного сигнала от выходного напряжения, взятого с коэффициентом К (0,05 - 0,0005)/R(,C, где RC внутреннее сопротивление конденсато за фильтра.

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повьшение качества выходных напряжений. Сигнал, пропорциональный току конденсатора 7 выходяо го LCD-Фильтра подается на первый вход интегратора 9. На второй вход интегратора 9 подается разность выходного напряжения стабилизатора и собственно выходного напряжения ин- .тегратора 9. Сигналы с выхода интегратора 9, пропорциональный напряжению на емкости конденсатора 7, сравнивается в сумматоре 12 с эталонным напряжением. Импульсы управления силовым ключом 1 стабилизатора формируются RS-триггером 14 из выходных сигналов задающего генератора 15, сигнала с выхода датчика 8 тока конденсатора 7 и сигнала сумматора 12, Силовой ключ 1 преобразует входное напряжение стабилизатора в последовательность прямоугольных импульсов, преобразуемых фильтром на диоде 5,: дросселе 2 и конденсаторе 7. 1 ил. с 5 ел

BHMHrai Заказ 2839/39

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 866

Подписное