Стабилизированный источник вторичного электропитания Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при создании прецизионных ис- , точников вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повыше1ие точности стабилизированного источника вторичного электропитания.10

На фиг. 1 представлена структзф- ная схема стабилизированного источника вторичного электропитания; на фиг. 2 - зависимость коэффициента передачи узла сравнения от относитель- J5 ной длительности включенных состояний регулирующего транзистора известного и предложенного источников.

Стабилизированный источник вторич- 20 ного электропитания содержит силовой управляемый ключ 1, подключенный эмиттером к входному выводу источника, а коллектором - к входу DLC-фильра 2, выход которого связан с выход- 25 ными выводами источника, пиротно-им- ульсный модулятор 3, подкпюченный выходом к управляющему входу силово-, о ключа 1, датчик 4 напряжения, ключенный параллельно выходным вы- зо одам стабилизитора, источник 5 опор-: ого напряжения, датчик 6 скважности,- узел 7 сравйения с регулируемым коэффициентом усиления, аппрокси- мирующий узел 8, причем узел ., J 7 сравнения с регулируемым коэффици- ентом связан первым входом с источником 5 опорного напряжения} вторым , входом - с выходом датчика 4 напряжения, а выходом - с входом широтно- импульсного модулятора 3, к выходу которого подключен вход датчика 6 . скважности, аппроксимирующий узел 8, содержащий мостовой однофазный выпрямитель 9, соединенный первым вход- .с ным выводом с первым входным выводом 10 .аппроксимирующего узла, вторьм входным выводом - с первым резистором 11 и катодом стабилитрона 12, анод которого связан с вторым входным выводом 13 aппpoкcи иpyющeгo узла и отрицательной шиной 14 питания аппроксимирующего узла, образующей общую шину 15,

Положительная шина 16 источника питания аппроксимирующего узла 8 сое- динена с вторым выводом первого ре- i зистора 11, катодная группа диодов выпрямителя 9 подключена к первому

50

,

0

5

0 5 о с

0

выводу второго резистора 17 и инвертирующему входу масштабирующего уси-1 лителя 18, неинвертирующий вход которого связан с анодной группой диодов выпрямителя 9 и вторым выводом второго резистора 17, а выход соединен с второй выходной клеммой 19 аппроксимирующего узла 8, причем первая 20 и вторая 21 выходные клеммы датчика 6 скважности связаны, соответственно, с входными выводами 10 и 13 аппроксимирующего узла 8, выходные клеммы которого соединены, соответственно, с первой 22 и второй 23 клеммами входа управления узла 7 сравнения с регулируемым коэффициентом усиления.

На фиг. 2 приведена зависимость коэффи1Ц1ента передачи узла 7 сравнения от относительного времени включенного состояния силового управляемого ключа, соответственно для аналога 24, прототипа 25 и предложенного устройства.

Стабилизированный источник вторич- .ного электропитания работает следующим образом.

В установившемся режиме с выхода стабилизированного источника через датчик 4 напряжения снимается напряжение обратной связи, которое сравнивается с опорным напряжением, поступающим с источника 5 опорного напря- жения узлом 7 сравнения с регулируемым коэффициентом усиления. В зависимости от величины сигнала рассогласования щиротно-импульсный модулятор 3 вырабатывает импульсы управления силовым управляемым ключам- 1 такой длительности, чтобы среднее значение напряжения на выходе источника остава- постоянным и равным заданному напряжению стабилизации. Импульсы уп-, равлершя силовым управляемым ключем 1 поступают также на вход датчика 6 скважности о Вькодное напряжение датчика 6 скважности изменяется пропорционально изменению коэффициента заполнения управляющих импульсов.

Аппроксимирующий узел 8 вырабатывает напряжение управления узлом 7 сравнения с регулируемым коэффициентом усиления, изменяя его в зависимости от выходного напряжения датчика 6 скважности по закону 26, указанному на фиг. 2.

Аппроксимирующий узел работает следующим образом. При увеличении напряжения на входных клеммах 10 и 13

51

напряжение на втором резисторе 17 изменяется по закону, близкому к параболическому, что обусловлено нелинейностью вольт-амперной характеристики используемых в выпрямителе 9 диодов. Параметрический стабилизатор, вкпючакщий резистор 11 и стабилитрон 12, обеспечивает смещение данной характеристики на величину напря- жения стабилизации, требуемое для аппроксимации зависимости 26, приведенной на фиг. 2. Последующее инвертирование напряжения, снимаемого с резистора 17 усилителем 18, позволя- ет получить зависимость выходного напряжения аппроксимирующего узла 8 от входного, близкую к оптимальной, требуемой для работы предложенного источника на границе устойчивости в малом.

Управляющее напряжение заводится

с выхода аппроксимирующего узла 8 на вход управления узла 7 сравнения с регулируемым коэффициентом усиления. При линейном увеличении коэффициента заполнения управляющих импульсов си-: лового управляемого ключа 1 коэффициент усиления узла 7 сравнения из- меняется по закону 26, приведенному на фиг. 2. Таким образом, для любого значения скважности управляющих импульсов в стабилизированном -источнике параметрически выбирается значение коэффициента усиления, соответствующее граничному устойчивому в малом режиму работы.

Формула изобретения

Стабилизированный источник вторичного электропитания, содержащий последовательно включенные между входными и выходными вьшодами силовой уп- равляемый ключ и ВЬС фильтр, датчик

.. ,г 20

|

25 30

5

0

5

напряжения, входом подключенный к выходным выводам, выходом соединенный с одним входом узла сравнения с регулируемым коэффициентом усиления, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, причем вы-г ход узла сравнения соединен с входом широтно-импульсного модулятора, выходом подключенного к управлякяцему входу силового ключа, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния точности, в него введены датчик скважности и аппроксимирующий узел, входом датчик скважности подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, выход датчика скважности соединен с входным выводом аппроксимирующего узла, выходной вывод которого подклю- чен к управляющему входу узла сравне- ния с регулируемым коэффициентом усиления, общая шина аппроксимирующего узла и датчика скважности соединена с отрицательной шиной питания узла сравнения с регулируемым коэффициентом усиления, причем аппроксимирующий узел вьшолнен на мостовом однофазном вьтрямителе, соединенном первым входным выводом с входной клеммой аппроксимирующего узла, вторым входным выводом - с общей точкой первого резистора и катодом стабилитрона, анод которого соединен с общей шиной аппррксимирзтющего узла, положительная шина источника питания аппроксимирующего узла соединена с вторым выводом первого резистора, катодная группа диодов вьшрямителя подключена к первому выводу второго резистора и инвертирующему входу масштабирующего усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с анодной грзшпой диодов выпрямителя и вторым выводом второго резистора, а выход соединен с выходным выводом аппроксимирующего узла.

Кус

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности. На входе узла сравнения сравнивается напряжение с датчика 4 выходного напряжения стабилизатора и источника 5 эталонного напряжения. Коэффициент передачи узла 7 сравнения регулируется в зависимости от выходного напряжения аппроксимирующего узла 8. Выходное напряжение узла 7 сравнения преобразуется широтно-импульсным модулятором 3 в последовательность импульсов, которые управляют работой транзистора 1 стабилизатора. Импульсы широтно-импульсного модулятора 3 преобразуется датчиком 6 скважности в напряжение, управляющее аппроксимирующим узлом 8. 2 ил.

зона неустойчивой работы

Фиг.2

f Г