Двухполярный источник напряжения постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК G05F1/585 

ел

D

00

со

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения независимого регулирования и стабилизации выходного напряжения. Устройство содержит задающий генератор 1, триггер 2, генераторы 3, 4 пилообразного напряжения, компараторы 5, 6, электронные ключи 7, 8, индуктивный накопитель 9, выпрямительные диоды 10, 11, разностные усилители 14, 15, разнополярные источники опорного напряжения с выходными потенциальными выводами 16, 17. Путем задания соответствующих опорных напряжений обеспечивается требуемая накачка количества энергии во вторичные выходные цепи. Разностные усилители 14, 15 в совокупности с компараторами 5, 6 позволяют производить отработку отклонений выходных напряжений под действием дестабилизирующих факторов. 2 ил.

Фиг.Ч

Изобретение относится к электро- технике и предназначено для использования при реализации вторичного злектропитателя систем автоматики и

вычислительной техютки -,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения независимого ре- гулированиг, и стабилизации выходных напряжений.

На фиг, 1 представлена функциональная схема описываемого двухполяр- ного источника напряжения постоянного тока; на фиг. 2 а-ё - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу..

Устройство содержит задающий генератор 1 (фиг. 1), триггер 2, генераторы 3 и 4 пилообразного напряже- ния (с управляемыми разрядными ключа- и) , компараторы 5 и 6, электронные (транзисторные) ключи 7 и 8, индуктивный накопитель 9, выпрямительные диоды 10 и 11, фильтрующие конденса- торы 12 и 13, разностные усилители 14 и 15, разнополярные источники опор 1НОГО напряжения с выходными потенциальными выводами 16 и 17, источник питания с выходным потенциальным вы- водом 18. На схеме отмечены также разнополярные выходные выводы 19 и 20, общий выходной вывод 21 и шина 22 нулевого потенциала. Выход задающего генератора 1 соединен со счетным входом триггера 2. Электронные ключи (транзисторы) 7 и 8 подключены первыми силовыми выводами (эмиттерами) к соответствующим полюсам источника питания, т.е. к выходному потен циальному выводу 18 источника и шине 22 нулевого потенхщала. Индуктивный накопитель 9 включен мезвду вторыми . силовыми выводами (коллекторами) электронных ключей 7 и 8. Выпрями- тельные диоды 10 и 11 включены в про тивоположных направлениях между соответствующими выводами индуктивного . накопителя 9 и разнополярными выходными выводами 19 и 20, соединенными через фильтруюш е конденсаторы 12 и 13 с общим выходным выводом 21 и шиной 22 нулевого потенциала. Входы генераторов 3 и 4 пилообразного напряжения соединены с соответствующим выходами триггера 2. Входы компараторов 5 и 6 подключены к выходам соответственно генераторов 3 и 4 пилообразного напряжения и разностных

Q

о 5 д

35

усилителей 14 и 15, а выходы - к уп- равляюпщм входам (базовым цепям) соответственно электронных ключей 7 и 8. Одни входы разностных усилителей 14 и 15 соединены с выходами источников опорного напряжения соответственно с выходными потенциальными выводами 16 и 17, а другие входы - с обкладками соответственно фильтрующих конденсаторов 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 формирует импульсы и (фиг. 2а) удвоенной частоты переключения устройства, триггером 2 вырабатываются симметричные прямоугольные импульсы U (фиг. 26) и Uj , управляюш 1е работой генераторов 3 и 4 пилообразного напряжения. На выходах генераторов 3 и 4 образуются сдвинутые на 180 линейно нарастающие пилообразные напряжения U и U (фиг. 2в, г), которые поступают на первые входы компараторов 5 и 6, подводятся управляющие напряжения U., и иff с выходов разностных усилителей 14 и 15. На выходе ко1-шаратора 5 формируется широтно-импульсный сигнал, передний фронт которого определяется моментом сравнения напряжений Uj и и, а задний совпадает с моментом положительного перепада сигнала U от триггера 2. На выходе компаратора 6 формируется широтно-импульсный сигнал, передний фронт которого определяется моментом сравнения напряжений и и Ufj , а задний совпадает с моментом положительного перепада сигнала и от триггера 2. Управляющие сигналы с выходов компараторов 5 и 6 направляются на электронные ключи 7 и 8, заставляя их поочередно закрываться и открываться, с пропусканием токов i, ij (фиг. 2д, е). Открытому состоянию ключа 7 соответствует уровень Лог. 1 сигнала i, закрытому - Лог. О, открытому состоянию ключа 8 соответствует уровень Лог. 1 сигнала ig, закрытому Лог. О. В результате за один период выходного сигнала триггера 2 имеет место четыре фазы работы индуктивного накопителя 9.

В течение первой фазы, когда электронные ключи 7 и 8 замкнуты, происходит накопление энергии в индуктивном накопителе 9 за счет протекания возрастающего по амплитуде тока.

Во второй фазе электронный ключ 8 разомкнут и энергия с индуктивного накопителя 9 передается через диод 11 на фильтрующий конденсатор 13 .положительного выходного напряжения ... Величина положительного выходного

напряжения +UeKx пропорциональна дли- д генератор, выход которого соединентельности первой фазы (накопления).

В третьей фазе электронные ключи 7 и 8 замкнуты, происходит накопление энергии в индуктивном накопителе 9.

В четвертой фазе электронный ключ (з 7 разомкнут и- энергия с индуктивного накопителя 9 передается через диод 10 на фильтрующий конденсатор 12 отрицательного выходного напряжения . Величина отрицательного выход- 20 ного напряжения -U gj,x пропорциональна длительности третьей фазы (накопления) .

Вторичные выходные напряжения сравниваются разностными усилителями 14 и 15 с опорными напряжениями о,, и +U д„ и управляющие сигналы U, и U,j поступают на соответствующие вхо25

ды компараторов 5 и 6. Увеличение по величине- (модулю) выходного на- 30 пряжения -Ь д, по сравнению с приводит к уменьшению управляюи(его сигнала U.. , уменьшению длительности широтно-импульсного сигнала на выходе компаратора 5, уменьшению накоп- jj ленной в третьей фазе энергии в индуктивном накопителе 9 и снижению вторичного выходного напряжения

. -и до заданной стабильной величины. Увеличение выходного напряжения д +U по сравнению с приводит к уменьшению управляющего сигнала Uj сокращению длительности, первой фазы, ,уменьшению накопленной в первой фазе энергии в индуктивном накопителе 9 5

и снижению вторичного выходного напряжения , до заданн ой стабильной величины.

Таким образом, достигается неза- .висимое регулирование разнополярньпс 50

со счетным входом триггера, два элек ронных ключа, подключенньтх первыми силовыми выводами к соответствующим полюсам источника питания, один из которых связан с шиной нулевого потенциала, индуктивный накопитель, включенный между вторыми силовыми вы водами электронных ключей, два выпрямительных диода, включенньк в про тивоположных направлениях между соот ветствующими выводами индуктивного н копителя и разнополярными выходными выводами, соединенными через фильтрующие конденсаторы с общим выходны выводом и шиной нулевого потенциала компаратор, отличающийся тем, что, с целью расширения функци- ональньп{ возможностей путем обеспечения независимого регулирования и стабилизации выходных напряжений, в него введены два генератора пилообразного напряжения, два разностных усилителя, два разнополярных относи тельно шины нулевого потенциала источника опорного напряжения и допол нительный компаратор, причем входы генераторов пилообразного напряжени соединены с соответствуюпц1ми выхода ми триггера, входы компараторов под ключены к выходам соответствующих генераторов пилообразного напряжени и разностных усилителей, а выходы - к управляющим входам соответствующи электронных ключей, одни входы разностных усилителей соединены с вы- ходами соответствующих источников опорного напряжения, а другие входы - с обкладками соответствующих фильтрующих конденсаторов.

выходных напряжений путем задания величины опорных напряжений и стабилизации выходных напряжений.

Формула изобретения

Двухполярный источник напряжения постоянного тока, содержащий задающий

з 0

5

0 j

д 5

0

со счетным входом триггера, два электронных ключа, подключенньтх первыми силовыми выводами к соответствующим полюсам источника питания, один из которых связан с шиной нулевого потенциала, индуктивный накопитель, включенный между вторыми силовыми выводами электронных ключей, два выпрямительных диода, включенньк в противоположных направлениях между соответствующими выводами индуктивного накопителя и разнополярными выходными выводами, соединенными через фильтрующие конденсаторы с общим выходным выводом и шиной нулевого потенциала, компаратор, отличающийся тем, что, с целью расширения функци- ональньп{ возможностей путем обеспечения независимого регулирования и стабилизации выходных напряжений, в него введены два генератора пилообразного напряжения, два разностных усилителя, два разнополярных относительно шины нулевого потенциала источника опорного напряжения и дополнительный компаратор, причем входы генераторов пилообразного напряжения соединены с соответствуюпц1ми выходами триггера, входы компараторов подключены к выходам соответствующих генераторов пилообразного напряжения и разностных усилителей, а выходы - к управляющим входам соответствующих электронных ключей, одни входы разностных усилителей соединены с вы- ходами соответствующих источников опорного напряжения, а другие входы - с обкладками соответствующих фильтрующих конденсаторов.

п

иг.2