Импульсный регулятор тока Советский патент 1992 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразованию постоянного напряжения в постоянное, и может быть использовано при построении стабилизаторов постоянного напряжения и тока.

Цель изобретения - повышение точно- .сти регулировочной характеристики.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства: на фиг. 2 - временная диаграмма тока обычного релейного регулятора (пунктирными линиями показаны пороги переключения транзистора регулятора); на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы токов регуляторов с синхронизацией отпирающими и запирающими импульсами соответст- венно (пунктиром показаны пороги выключения и включения).

Регулятор (фиг.1) содержит конденсатор 1, подключенный к входным выводам 2 и 3, между обратным диодом 4 и дросселем 5 включен резистивный датчик 6 тока, конденсатор 7, подключенный к выходным выводам 8 и 9, ключ 10, включенный между первым входным выводом 2 и точкой соединения выводов диода 4 и датчика 6 тока, причем вторые входной 3 и выходной 9 выводы и второй вывод обратного диода 4 соединены в общую шину, выпрямитель 11, вход которого подключен к первому выходному выводу 8, фильтр 12, входом подключенный к выходу выпрямителя 11, сумматор 13 напряжения, входы которого подключены к выходу фильтра 12 и источнику опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом релейного элемента 14. первый вход которого подключен к общей точке ключа 10, датчика 6 тока и обратного диода 4. а выход -к управляющему выводу ключа 10. Диод 11 и фильтр 12 объединены в узел 15 выпрямителя с фильтром.

Регулятор работает следующим образом.

Входной 1 и выходной 7 конденсаторы, ключ 10, дроссель 5, обратный диод 4, датчик 6 тока образуют силовую часть регулятора. Частота синхронизации fo должна быть выше собственной частоты силовой части регулятора

Ё

О

Ј Ј

со

1 Увы Re 4 AUL где VBx - входное напряжение;

Re - сопротивление датчика 6 тока; Д U - ширийа петли гистерезиса релейно- го элемента 14;

L - индуктивность дросселя 5.

В зависимости от того, какие синхроимпульсы подаются на устройство: отпирающие силовой транзистор 10 или запирающие его, происходит стабилизация либо верхнего значения тока регулятора (дросселя), либо нижнего (фиг. 3 и 4). При этом переменная составляющая тока дросселя 5 А нестабильна и зависит от величин входного Vex и выходного VBWX напряжений

А (Увх Увых Тоткр (Увх - Увых)-Увых-Т

VBX-L

т - т . « - вых

Тоткр -qT , q --у-}

где Тоткр - время открытого состояния ключа;

q - коэффициент заполнения импульса; Т - рабочий период-регулятора; Veux - выходное напряжение. Среднее значение тока регулятора

1ср 1(в(й)±| .

где 1в(н) - верхнее (нижнее) стабилизирован- ное значение тока дросселя 5.

В соответствии с этим среднее значение выходного тока регулятора оказывается нестабильным из-за нестабильной добавки А/2. Для компенсации этой добавки служат выпрямитель 11, фильтр 12 и сумматор 13 напряжений. Выпрямитель 11 выделяет напряжение на дросселе 5 в момент открытого состояния ключа; VAP - УВЫх - VBx, когда ключ закрыт, диод выпрямителя смещен в обрат- ном направлении и на его выходе присутствует нулевое напряжение.

Среднее значение выходного напряжения выпрямителя 11 таким образом равно

w л/и ч„-(Увых-УВх)-Уеых Ve.cp (Увых VBX) Q ----n-L---

вх

Ve.cp равно по величине, но противоположно по знаку Д . Фильтр 12 выделяет это среднее значение и передает его на сумматор 13, который с соответствующим весо- вым коэффициентом добавляет (вычитает)

5

1015

20

25

30

35 40

45

0

его к опорному напряжению, компенсируя, тем самым, нестабильную прибавку переменной составляющей тока.

Таким образом, предлагаемый регулятор имеет стабильный выходной средний ток. Синхроимпульсы могут быть как отпирающие, так и закрывающие. Смена типа импульсов влечет за собой только смену полярности включения диода выпрямителя,а принцип работы регулятора сохраняется.

Предлагаемый регулятор может быть использован в стабилизаторах тока и напряжения средней и повышенной мощности, в частности, в многоячейковых источниках питания. Его использование за счет синхронизации рабочей частоты регулятора с внешней задающей частотой в многоячейковых источниках питания позволяет снизить пульсации выходного напряжения и уровень электромагнитных помех при сохранении его высоких точностных характеристик.

Формул а изобретени я Импульсный регулятор тока, содержащий входной и выходной конденсаторы, подключенные соответственно к входному и выходному выводам и общей шине, последовательно включенные между входным и выходным выводами ключ, датчик тока и дроссель, обратный диод, включенный между общей шиной и точкой соединения силового вывода ключа и датчика тока, релейный элемент, выходом соединенный с управляющим выводом ключа, а первым входом - с общей точкой датчика тока и дросселя, выпрямитель с фильтром, соединенный одним входным выводом с общей точкой силового вывода ключа, датчика тока и обратного диода, а другим - с выходным выводом, и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулировочной характеристики, в него введен сумматор, входами подключенный к выходам выпрямителя с фильтром и источника опорного напряжения, а выходом - к второму входу релейного элемента, к которому подключен также введенный вывод для подключения источника синхроимпульсов.

г

Si

j

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованию постоянного напряжения в постоянное, и может быть использовано при построении стабилизаторов постоянного напряжения и тока. Цель изобретения - повышение точности регулировочной характеристики. Цель достигается за счет введения в регулятор сумматора 13, что повышает точность регулировочной характеристики при синхронизации регулятора.4 ил.

Фи г. 2

Фиг.З