Стабилизирующий источник питания постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК H02M3/335 

1

(21)4164536/07

(22)22.12.86

(46)07.10.92. Бюл №37

(72) В.Д.Слезов, Л.П.Кирасов и Н И.Наумов

(56)Авторское свидетельство СССР № 639338, кл. G 05 F 1/569, 1974.

Источники вторичного электропитания. Справочник под ред Ю И Конева, М., Радио и связь, 1983, с.169-172, рис.4.8. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

(57)Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение качества стабилизации выходного напряжения путем уменьшения длительности коммутационного выброса (при включении). Силовой канал составляют последовательно включенные регулируемый однотактный преобразователь 1 напряжения, выпрями- тель 2 и фильтр 3. Канал обратной связи образован усилителем 5 сигнала рассогласования, сравнивающим напряжение от де/ лителя 4

ограничителем 9 напряжения и широтно- импульсным модулятором 10, воспринимающим напряжение постоянного тока с выхода ограничителя 9 и пилообразное напряжение от специального генератора. Управление регулируемым однотактным преобразователем 1 напряжения осуществляется выходными сигналами широтно-им- пульсного модулятора 10 через согласующий усилитель 11. При наличии дополнительного конденсатора 12 образуется емкостный делитель импульсного напряжения, состоящий из конденсатора 12 и корректирующей RC-цепи 8. В момент подачи входного напряжения происходят лавинообразный заряд и более медленный разряд конденсатора 12 через входное сопротивление выходного каскада усилителя 5 сигнала рассогласования и корректирующую RC- цепь 8. На выходах усилителя 5 и ограничителя 9 формируется импульсный сигнал с монотонно убывающим задним фронтом В итоге при включении источника происходит лишь весьма кратковременный всплеск вы00

с

XI о

XI

о о

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации выходного напряжения путем уменьшения длительности коммутационных выбросов.

На фиг.1 представлена функциональная схема описываемого стабилизирующего ис- точн ика питания постоянного тока; на фиг.2а-в приведены временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу,

Устройство содержит регулируемый од- нотактный преобразователь 1 напряжения, выпрямитель 2, фильтр 3, делитель 4 напряжения, усилитель 5 сигнала рассогласования с резистором 6 обратной связи и резистором 7 смещения, корректирующую RC-цепь 8, ограничитель 9 напряжения, ши- ротно-импульсный модулятор 10, согласующий усилитель 11, дополнительный конденсатор 12. На схеме отмечены также входные выводы 13, 14 для подключения первичного постоянного напряжения, выходные выводы 15, 16 для подключения нагрузки, выводы 17, 18, относящиеся к выходам не показанных на схеме соответственно блока опорного напряжения и генератора пилообразного напряжения. Регулируемый однотактный преобразователь 1 напряжения, выпрямитель 2 и фильтр 3 включены последовательно между входными выводами 13, 14 и выходными выводами 15, 16. Вход делителя 4 напряжения соединен с выходом фильтра 3, Один из входов усилителя 5 сигнала рассогласования подключен к выходу делителя 4 напряжения, другой вход - к выходу блока опорного напряжения (с выводом 17), а выход - к входу ограничителя 9 напряжения, Корректирующая RC-цепь 8 включена между входным потенциальным выводом выходного каскада усилителя 5 сигнала рассогласования и первым выходным выводом 15 источника. Один из входов широтно- импульсного модулятора 10 соединен с выходом ограничителя 9 напряжения, другой вход-с выходом генератора пилообразного напряжения (с выводом 18), а выход через согласующий усилитель 11 - с управляющим входом регулируемого однотактно- го преобразователя 1 напряжения. Дополнительный конденсатор 12 включен между входным потенциальным выводом выходного каскада усилителя 5 сигнала рассогласования и вторым выходным выводом 16 источника,

Работает устройство следующим образом.

При подключении источника в момент времени ti к сети входного напряжения Ux при отсутствии дополнительного конденсатора 12 выходное напряжение 1)Вых содер5 жит продолжительный выброс напряжения, обусловленный переходными процессами в источнике и инерционностью цепи обратной связи. При наличии дополнительной конденсатора 12 образуется емкостный де0 литель импульсного напряжения, состоящий из последовательно соединенных конденсатора 12 и корректирующей RC-це- пи 8. В этом случае в момент времени ц подачи входного напряжения UBX на выходе

5 источника появляется выброс напряжения в виде короткого положительного импульса (пика), также обусловленный переходными процессами (фиг.2,в). При этом происходят лавинообразный заряд и более медленный

0 разряд конденсатора 12 через входное со- протирпение выходного каскада усилителя 5 сигнала рассогласования и корректирующую RC-цепь 8. В результате на выходе усилителя 5 формируется импульсный сигнал с

5 монотонно убывающим задним фронтом, который через ограничитель 9 напряжения поступает на прямой вход широтно-импуль- сного модулятора 10. На инверсный вход последнего подается пилообразное напря0 жение Uis (фиг.2,а), Запускающее, убывающее во времени, напряжение Ug с выхода ограничителя 9 сравнивается в широтно-им- пульсном модуляторе 10 с пилообразным напряжением Die, и в итоге на выходе дан5 ного блока с момента времени t2 формируются сигналы управления в виде импульсов Uю (фиг.2,6) с изменяющимся (возрастающим) коэффициентом заполнения, Эти сигналы поступают на вход согласующего

0 усилителя 11, а с его выхода - на управляющий вход регулируемого однотактного преобразователя 1 напряжения. Происходят переключение силового ключа преобразователя 1 и трансформация напряжения во

5 вторичную обмотку выходного трансформатора, Выпрямление и фильтрация напряжения осуществляются в выпрямителе 2 и фильтре 3. Появление на выходе источника постоянного напряжения Увых приводит в

0 действие инерционную обратную связь. Усилитель 5 сигнала рассогласования сравнивает напряжение, поступающее на его прямой вход с выхода делителя 3, с опорным постоянным напряжением на инверсном

5 входе. Режим работы усилителя 5 определяется резисторами 6, 7. Усиленный усилителем 6 сигнал рассогласования подается на вход ограничителя 9 напряжения, играющего роль ограничителя длительности управляющих сигналов. Напряжение Ug с выхода

ограничителя 9 поступает на прямой вход широтно-импульсного модулятора 10, где сравнивается с пилообразным напряжением Uis на его инверсном входе. Далее процессы повторяются, и напряжение на выходе стабилизируется в момент времени 1з(фиг.2,в).

Введение в устройство дополнительного конденсатора 12 позволяет, таким образо м, улучшить динамическую характеристику стабилизирующего источника питания - повысить быстродействие цепи обратной связи. Это предопределяетулучшение качества стабилизации выходного напряжения.

Формула изобретения

Стабилизирующий источник питания постоянного тока, содержащий регулируемый однотактный преобразователь напря- жения, выпрямитель и фильтр, включенные последовательно между входными выводами, предназначенными для подключения первичного источника постоянного напряжения, и выходными выводами, предназна- ченными для подключения нагрузки,

0

5

0 5

делитель напряжения, вход которого соединен с выходом фильтра, усилитель сигнала рассогласования, один из входов которого подключен к выходу делителя напряжения, другой вход - к выходу блока опорного напряжения, а выход - к входу ограничителя напряжения, корректирующую RC-цепь, включенную между входным потенциальным выводом выходного каскада усилителя сигнала рассогласования и первым выходным выводом источника, широтно-импульс- ный модулятор, один из входов которого соединен с выходом ограничителя напряжения, другой вход - с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход через согласующий усилитель - с управляющим входом регулируемого однотактного преобразователя, напряжения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества стабилизации выходного напряжения путем уменьшения длительности коммутационного выброса, в него введен дополнительный конденсатор, включенный между входным потенциальным выводом выходного каскада усилителя сигнала рассогласования и вторым выходным выводом источника.

ы