Способ управления двухтактным стабилизатором напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автома- тики и вычислительной техники.

Цель изобретения - улучшение качества стабилизации выходного напряжения при расширении диапазона регулирования.

На фиг.1 приведена схема двухтакт ного стабилизатора напряжения, реализующего способ управления; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу стабилизатора; на фиг.З часть схемы двухтактного стабилизатора с примером возможных выполнений блоков управления

Сущность способа управления двухтактным стабилизатором напряжения состоит в сравнении сигнала пилообраной формы, имеющего частоту тактового сигнала, с сигналом постоянного тока, один из которых является опорным сигналом, другой - сигналом, пропорциональным величине входного или выходного напряжения стабилизатора, и воздействии полученного результирующего сигнала на режим работы силовых ключей, сигнал пилообраз- ной формы сдвигают по фазе от тактового сигнала, а указанный результирующий сигнал сравнения упомянутого сигнала пилообразной формы и сигнала постоянного тока в зависимости от момента равенства этих сигналов в начальной или конечной части сигнала пилообразной формы используют для одновременного включения или выключения силовых ключей, причем грани- цей режимов является конец каждого тактового сигнала.

Указанный сдвиг сигнала пилообразной формы относительно тактового сигнала осуществляют в зависимости от величины входного или выходного напряжения.

Стабилизатор (фиг.1), реализующий способ, содержит входные выводы 1, к которым через дроссель 2 подключен усилитель мощности стабилизатора 3, выполненный на силовых ключах 4 и 5 и силовом трансформаторе 6 На выходе трансформатора 6 и дросселя 2 включены выпрямительные диоды 7-9, конденсатор 10 и выходные вы- воды 11 о

Сигнал задающего генератора 12 через делитель 13 частоты подается

0

0 5о .

5

0

на вход узла 14 согласования сигнала управления и входных цепей силовых ключей 4 и 5, и также подается на вход узла 15 совпадения. На другой вход узла 15 совпадения подается выходной сигнал нуль-органа 16, на один вход которого подается сигнал пилообразной формы от источника 17, частота которого равна частоте тактового сигнала, амплитуда которого пропорциональна U..,.

Рд

На второй вход нуль-органа 16 подается сигнал источника 18 опорного напряжения (сигнал постоянного тока).

Выходной сигнал узла 15 совпадения подается на второй вход узла 14 согласования.

В данной схеме обеспечивается постоянный сдвиг по фазе сигнала пилообразного напряжения от тактового сигнала, равный 90 эл.град.J

Обеспечивается это синхронизацией источника 17 сигнала пилообразной формы одновременно от задающего генератора 12 и от тактового сигнала делителя 13 частоты.

На фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения: Ub - напряжение источника питания, выходной сигнал задающего генератора (ЗГ); UTflKT- тактовый сигнал, UBVMO входной сигнал нуль-органа,Uп - сигнал пилообразной формы, U - сигнал источника опорного напряжения, Ugb)X4o- выходной сигнал нуль-органа, U.y(, UBX5 - входные сигналы силовых ключей 4 и 5, 1)выу - выходное напряжение стабилизатора.

i

Рассмотрим два возможных режима

работы силовых ключей стабилизатора.

Когда сигнал пилообразной формы Un в своей конечной части становится равным по величине сигналу источника опорного напряжения U0, то на выходе нуль-органа 16 формируется сигнал

выу. ноЭтот сигнал подается на один вход

узла 15 совпадения, на второй вход которого поступает сигнал от генератора 12. Выходной сигнал узла 15 совпадения представлен на фиг.2, причем сигнал с длительностью t( в конечной части сигнала пилообразной формы получается при положительном сигнале , а сигнал с длительностью t2 в начальной части сигнала пилооб I

5

разной формы получается при отрицательном сигнале U Зг.

Выходной сигнал узла 15 совпадения с длительностью t, поздействует на узел 14 согласопания, вызывая увеличение открытого состояния каждого силового ключа 4 и 5 на время t что приводит к тому, что эти ключи часть времени открыты одновременно.

Двухтактный стабилизатор работает в это время в режиме увеличения выходного напряжения.

При увеличении напряжения источника питания увеличивается амплитуда сигнала пилообразной формы, причем точка равенства этого сигнала сигналу источника опорного напряжения передвигается влево.

После того, как эта точка перейдет на начальную часть сигнала пилообразной формы (границей служит конец каждого тактового сигнала итакт. ) , состояние узла совпадения изменится так как изменится сигнал задающего генератора 12 (фиг.2), в результате чего выходной сигнал узла 15 совладения с длительностью I, вызовет через узел 14 согласования одновременное закрытое состояние силовых ключей 4 и 5 (режим прерывистых токов), например, на время t2, что приведет к снижению Uabix стабилизатора по отношению к U&x - т.е. будет осуществляться параметрическая стабилизация выходного напряжения о

Для повышения точности стабилизации выходного напряжения возможно использование отрицательной обратной связи по направлению, сигналом которой воздействуют на сигнал пилообразной формы (источник 17) или на сигнал постоянного тока (источник 18 опорного напряжения).

Возможно также использование изменения сдвига фаз сигнала пилообразной формы и тактового сигнала, осу16

1654799

10

ществляя этот сдвиг, например, в зависимости от величины входного или выходного напряжений.

На фиг.З показан пример реализации узлов согласования 14 и совпадения 15 с использованием логических элементов И-НЕ.

Формула из об р е т е н и я

1 о Способ управления двухтактным стабилизатором напряжения, работающим в режимах повышения или понижения напряжения и выполненным на силовых ключах, заключающийся в сравнении сигнала пилообразной формы, имеющего частоту тактового сигнала, с сигналом постоянного тока, один из которых является опорным сигналом, другой - сигналом, пропорциональным величине входного или выходного напря жений, и воздействии полученным результирующим сигналом на режимы работы двухтактного стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации выходного напряжения при расширении диапазона регулирования, сигнал пилообразной формы сдвигают по фазе относительно тактового сигнала, а результирующий сигнал сравнения сигнала пилообразной формы и сигнала постоянного тока, в зависимости от момента равенства этих сигналов в начальной или конечной части сигнала пилообразной формы используют для одновременного вклю- чения или выключения силовых ключей, причем границей режимов является конец каждого тактового сигнала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что сигнал пилообразной формы сдвигают относительно тактового сигнала в зависимости от величины входного или выходного напряжений.

U

зг

f

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является улучшение качества стабилизации выходного напряжения при расширении диапазона регулирования. Сигнал управления ключами 4 и 5 в зависимости от величины входного напряжения обеспечивает либо получение интервала, на котором оба ключа включены, либо интервала, на котором оба ключа выключены. Эти сигналы формируются сравнением нуль- органом 16 постоянного напряжения и напряжения пилообразной формы, причем напряжение пилообразной формы по фазе сдвинуто относительно напряжения делителя 13. В зависимости от того, больше или меньше длительность сигнала на виходе нуль-органа 16 половины периода частоты задающего генератора 12, формируется либо интервал, при котором ключи 4 и 5 одновременно включены, либо интервал, когда они одновременно выключены. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. у 82 П с S (Л оэ ел 4 J СО со #/./

V

,

:fcr

П

П

П

j UXLV-bvq L

а

П

П

П

h

2L

О

и

и,

%

V

1

П

П

П

V-bvq L

П

П

П

2L

О

и

t

Фиг.1

ГГЧ1. 6