Стабилизирующий преобразователь напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/56 H02M3/335 

О5

до оо --а

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания, в частности, с бестрансформатор- ным подключением к сетиэ выполненных на базе преобразователей постоянного напряжения

Цель изобретения - снижение пульсаций выходного напряжения, повыше- ние надежности, улучшение массогаба- ритных характеристик.

На чертеже представлена схема стабилизирующего преобразователя напряжения

Стабилизирующий преобразователь напряжения содержит входной выпрямитель 1, филь гр, вход которого соединен с входными выводами, а выход - с усилителем 2 мощности (УМ). Выходной трансформатор 3 УМ 2 соединен с высокочастотным выпрямителем 4, который через фильтр 5 связан с выходными выводами« Выход стабилизиру- ющего преобразователя соединен через делитель 6 напряжения и ограничительный резистор 7 с входом широтно-им- пульсного модулятора (ОШМ) 8,- выход которого подключен к управляющему входу УМ 2, Ииротно-импульсный модулятор 8 может быть выполнен на операционном усилителе., один из входов которого соединен с входом широтно-им- пульсного модулятора, а другой вход с источником 9 опорного напряжения и генератором 10 пилообразного напряжения. Выход высокочастотного выпрямителя 4 через диод 1t соединен с входом низкочастотного КС-фильтра 12, выход которого подключен к входу ИИМ 8 через КС-цепь 13 и ограничителный резистор 14, Параллельно низкочастотному RC-фильтру включен разрядный резистор 15,

Стабилизирующий преобразователь работает следующим образом.

При подаче входного напряжения на устройство ШИМ 8 возбуждает УМ 2, который преобразует отфильтрованное узлом 1 напряжение постоянного тока в переменное напряжение повышенной частоты квазипрямоугольной формы с регулируемой паузой на нуле до требуемого уровня. Высокочастотный выпрямитель 4 выпрямляет, а фильтр 5 усредняет и сглаживает это напряжение.

.

Q

0 5 5 0

5

-Q

0

Выходное напряжение устанавливается плавно в соответствии с законом нарастания опорного напряжения источника 9 без перерегулирования и перегрузки элементов стабилизирующего преобразователя, так как в цепи обратной связи отсутствуют потенциальные барьеры и элементы задержки сигнала управления.

С увеличением тока нагрузки увеличивается переменная составляющая выпрямленного входного напряжения, которая появляется и на выходе устройства. Компенсацию статической ошибки регулирования выходного напряжения при изменении входного напряжения и ее переменной составляющей обеспечивают элементы: диод 11; низкочастотный КС-фильтр 12; КС-цепь 13 и резисторы 14 и 15. Конденсатор низкочастотного КС-фильтра 12 заряжается через диод 11 и резистор фильтра 12 до амплитудного значения широтно-импульсного модулированного напряжения вторичной обмотки, соответствующего (через коэффициент передачи трансформатора) уровню выпрямленного входного напряжения с, учетом его низкочастотной переменной составляющей. При этом возможные высокочастотные выбросы напряжения на вторичной обмотке гасятся низкочастотным КС-фильтром 12, а их энергия рассеивается в разрядном резисторе 15. Для эффективного подавления основной низкочастотной составляющей входного напряжения 100 Гц постоянная времени заряда конденсатора низкочастотного КС-фильтра 12 выбирается близкой к постоянной времени заряда конденсаторов фильтра входного выпрямителя 1, но не больше ее, а постоянные времени заряда конденсатора КС-цепи 13 и разряда конденсатора низкочастотного фильтра 12 выбираются с учетом эффективного подавления переменных составляющих частот, соответствующих основной составляющей входного напряжения и ее гармоник, а также частот, близких к резонансной частоте фильтра 5, на которых сглаживающие свойства стабилизирующего преобразователя ослаблены. В этом случае достигаются требования быстродействия и компенсации статической ошибки регулирования, а также эффективное подавление переменных низкочастотных составляющих

5163

входного напряжения. Так как постоянная времени заряда конденсатора низкочастотного RC-фильтра 12 много больше полупериода частоты преобразования, то это существенно повышает помехоустойчивость устройства к импульсным помехам во входном напряжении и к помехам., возникающим в высокочастотном выпрямителе 4.

Выбор коэффициента усиления разомкнутой системы регулирования порядка 10-15 обеспечивает достаточный запас устойчивости к паразитным автоколеба- ниям замкнутой системы регулирования.

Устройство отличается также повышенной устойчивостью к автоколебаниям вследствие невысокого коэффициента усиления и эффективного подавлени низкочастотной переменной составляющей, что существенно увеличивает надежность его работы.

Изобретение позволяет переложить функции сглаживающих фильтров на стабилизирующий преобразователь, чем достигается снижение массы и габаритов входного и выходного фильтров и устройства в целом.

Q

5

0

5

0

1

Формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь напряжения, содержащий входной выпрямитель с фильтром, вход которого со единен с входными выводами, а выход - с усилителем мощности, выходной трансформатор которого через высокочастотный выпрямитель с фильтром подключен к выходным выводам и к делителю выходного напряжения, широтно-импульс- ный модулятор, выход которого подключен к управляющему входу усилителя мощности, и RC-цепь, отличающийся тем, что, с целью снижения пульсаций выходного напряжения повышения надежности, улучшения мас- согабаритных характеристик, в него введены диод, разрядный резистор, низкочастотный RC-фильтр, и два ограничительных резистора,, при этом вход RC-фильтра через диод подключен к выходу высокочастотного выпрямителя, а выход RC-фильтра через RC-цепь и ограничительный резистор подключен к входу широтно-импульсного модулятора, соединенному с выходом делителя напряжений, через второй ограни- (чительный резистор, причем разряд- . ный резистор подключен к входу низкочастотного RC-фильтга, а RC-цепь выполнена в виде соединенных параллельно резистора и конденсатора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - снижение пульсаций выходного напряжения, повышение надежности, улучшение массога™ баритных характеристик. Пульсации выходного напряжения снижены вследствие компенсации ошибки регулирования по постоянному и переменному току Компенсация осуществляется с помощью диода 11, низкочастотного RC-фильтра 12, RC-цепи 13 и резисторов 14 и 15. Повышение надежности работы устройства обеспечивается за счет более высокой устойчивости к автоколебаниям элементов усилителя 2 мощности. Улучшение качества стабилизации выходного напряжения позволяет снизить массу и габариты филвтра выпрямителя 1 и фильтра 5, 1 ил. I