Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, в котором для повышения устойчивости и улучшения динамических характеристик сокрашают число звеньев выходного фильтра, уменьшают коэффициент усиления схемы сравнения 1. Недостатком такого стабилизатора является значительное увеличение объема фильтра из-за отказа от применения многозвенных фильтров, ухудшение статических характеристик в связи с уменьшением коэффициента усиления. Кроме того, такие импульсные стабилизаторы критичны к длинам связи с нагрузкой и к характеру нагрузки, так как при сушественной длине и наличии сглаживающих емкостей непосредственно на нагрузке цепи нагрузки представляют собой эквивалент одного или более звеньев выходного фильтра.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является импульсный стабилизатор напряжения, содержащий силовой регулирующий блок, подключенный к многозвенному выходному фильтру, управляющий и сравнивающий блоки и две измерительные цепи, подключенные выходами ко входу сравнивающего олока, причем вход одной цепи соединен с выходом первого звена указанного фильтра, а вход второй цепи через резистор - с выходными выводами 2.

Недостатками такого стабилизатора является существенное усложнение схемы управления, необходимость специальных мощных интегральных схем, принципиальное ограничение выходного тока импульсного стабилизатора (до 5а). Кроме того, данная схема критична к длине связей с нагрузкой и характеру нагрз-зки, так как при измерении стабилизированного напряжения непосредственно на нагрузке, а не на выходе блока в выходной фильтр фактически вошли бы дополнительные hC-звенья, 470 вызвало бы резкое ухудшение устойчивости стабилизатора.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и повышение устойчивости в широком диапазоне токов нагрузки с миогозвенным выходным фильтром.

Поставленная цель достигается тем, что импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий силовой регулирующий блок, подключенный к многозвенному выходному фильтру, управляющий и сравнивающий блоки и две измерительные цепи, подключеииые выходами ко входу сравнивающего блока, причем вход одной цепи соединен с выходом первого звена указанного фильтра, а

вход второй цепи через резистор - с выходными выводами, снабжен разделительным трансформатором, введенным в первую измерительную цепь, и двумя согласующими блоками, введенными в иервичную и вторичную обмотки разделительного трансформатора.

На чертеже нредставлена принципиальная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит силовой регулирующий блок /, соединенный с многозвенным фильтром, состоящим из первого звена - индуктивность 2 и емкость 3, из второго звена- индуктивность 4 и емкость 5 и из третьего звена - индуктивность 6 и емкость 7 и соедипенным с нагрузкой 8. К емкости 3 через согласующую цепь 9 подключена первичная об.мотка разделительного трансформатора 10, вторичная обмотка которого через согласующую цепь // соединена со входом сравнивающего блока 12, который через резистор 13 цени обратной связи подключен к нагрузке 8, причем сравнивающий блок 12 соединен с управляющим блоком 14 импульсного стабилизатора.

Стабилизатор работает следующим образом. Р1мнульсы напряжепия с выхода регулирующего блока / сглаживаются с помощью многозвенного фильтра из элементов 2-7 и в виде постоянного напряжения с весьма малой переменной составляющей поступают на нагрззку 8. Таким образом с нагрузки 8 через цепи обратной связи подводится к сравнивающему блоку 12 импульсного стабилизатора постоянное напряжение практически без переменной составляющей. Переменная составляющая значительной величины снимается с конденсатора 3 первого звена сглаживающего фильтра и через разделительный трансформатор 10 и согласующие цеии 9 и 11 подводится к сравнивающему блоку 12. Согласующие цепи 9 и // необходимы для исключения возможности насыщения разделительного трансформатора 10. Они также должны препятствовать «перевороту фазы сигнала с емкости 3 во всем спектре частотных составляющих данного сигнала. Кроме того, с их помощью обеспечивается получение необходимой амнлит} ды сигнала переменной со-ставляющей на входе сравнивающего блока.

Переменная составляющая напряжения на нагрузке значительно отстает по ф|азе от переменной составляющей напряжения на емкости 3 первого звена. Таким образом, на вход сравнивающего блока подается сумма напряжения на нагрузке и переменной составляющей с выхода первого звена. Суммарная переменная составляющая на входе сравнивающего блока должна совпадать по фазе с переменной составляющей на емкости первого звена фильтра. Это обеспечивается с помощью трансформатора 10, согласующей цепи 11 и резистора 13. Ликвидацией фазового сдвига достигается иовыщение устойчивости импульсиого стабилизатора.

Следует также отметить положительное влияние на динамические характеристики импульсиого стабилизатора, так как в ходе регулгфования динамические отклонения напряжения вводятся в сравнивающий блок с ,чальным запаздыванием.

Применение данной схемы особенно эффективно в сильноточных (10-100 А) импульсных стабилизаторах, работающих на удаленную (2-G м) нагрузку.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного наиряжения, содержащий силовой регулирующий блок, подключеиный к многозвенному выходному фильтру, управляющий и сравнивающий блоки и две измерительные цепи, подключенные выходами ко входу сравнивающего блока, причем вход одной цепи соединен с выходом первого звена указанного фильтра, а вход второй цепи через резистор- с выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повыщения зстойчивости в щироком диапазоне токов нагрузки с многозвенным выходным фильтром, он снабжен разделительным трансформатором, введенным в первую измерительную цепь, и двумя согласующими блоками, введенными в первичную и вторичную обмотки разделительного трансформатора.

Р1сточники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки:

1.Заявка JYo 2053704/07, 1974 г., по которой имеется рещение о выдаче авторского свидетельства.

2.Браус «ИС в стабилизированных источниках питания - в журнале «Электроника, Яо 15, 1970, стр. 17-22 - прототип.