Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F3/08 

напряжения, а выход подключен ко вхо ду регулирующего транзистора, новым является то, что управляющий узел вы полнен ё виде интегрирующего преобра зователя и релейного элемента, причем интегрирующий преобразователь подключен ко входу управляющего узла а релейный элемент - к его выходу. На фиг.1 представлена принципиаль ная схема предлагаемого стабилизатора на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу параметрического импульсного стабилизатора постоянного напряжения Стабилизатор содержит включенный в силовую шину регулирующий транзистор 1 ЬСД-фильтр, состоящий из диода 2, дросселя 3 и конденсатора 4,сое диненного с выводами для подключения нагрузки, интегрирующий преобразователь 5, выход которого соединен со входом релейного элемента 6, а один из входов с источником 7 опорного напряжения, управляющий узел 8. Стабилизатор работает следующим образом. Релейный элемент имеет два порога срабатывания U, и Uj , которые образуют петлю гистеризисалири -Ц. Причем порог 1 U2 соответствует возг растанию входного сигнала релейного элемента (Up) , а порог Uj - его убыванию (фиг.2 а). Управление силовы транзистором 1 осуществляется таким образом, что при Up U транзистор всегда заперт при Up Ui всегда открыт, а при Uj Up : Uj. состояни транзистора 1 определяется предыстори ей релейного элемента. Изменение напряжения на выходе интегрального преобразователя j(a входе релейного элемента) происходит согласно уравнению ) (1) где К - постоянный коэффициент, Uy- напряжение на входе интегрального преобразователя, Upo начальное значение Up при t 0 . В интервале t (фиг.2 б), когда си ловой транзистор 1 включен, а диод 2 заперт, к входным клеммам интегрального преобразователя приложена разность- входного напряжения U , подключенного через транзистор 1, и опорного напряжения U и.,и) u.,(t)-i/. где Уф - напряжение на входе фильтра причем и„ on Напряжение на выходе интегрального преобразователя при этом возрастает, и при Up Uj происходит срабатывание релейного элемента и включение транзистора 1. Диод 2 за счет энергии запасенной в дросселе, при этом отпи рается, и в течение интервала t ко входным клеммам интегрального преобра зователя через диод 2 прикладывается опорное напряжение 3 и„ «О, и (t)-U Uon Напряжение на выходе интегрального преобразователя при этом уменьшается, при . Up и происходит срабатывание релейного элемента и открывание транзистора 1. Далее процесс повторяется. Законы изменения напряжения на выходе интегрального преобразователя в интервалах t и t подчиняются уравнению (1), при этом в течение tjUpg tJj, а в течение tj Upo 2 Тогда с учетом (2) и (3) Up/t)-K|lu(.u, , Так как « , U,.(t)-Ujdt U, (gj V4 UI-K or, dt +U2 Учитывая, что U | consl , получаем, что V r ex t-KUon l, I-KUontnU., Иэ (8) и (9) получаем, что t, f (t + tj) (10) Постоянная составляющая выходного напряжения стабилизатора, если пренебречь потерями в элементах силового каскада, равна среднему значению напрйжения на входе фильтра (« Учитывая, что период модуляции Т tj 4- t , из (10) и (11) получаем, что , (12) т.е. выходное напряжение рассмотренного параметрического импульсного стабилизатора при принятых допущениях не зависит от входного напряжения и определяется величиной опорного напряжения . Величина и практически не зависит от формы входного напряжения Uj Это позволяет использовать предлагаемый стабилизатор при высрком уровне пульсации напряжения первичного источника питания. В отличие ст прототипа, величина тока нагрузки в этом стабилизаторе н влияет на работу схемы управления ( в силу принципа ее работы). Важно отметить,что соотношение (11), а следовательно, и соотношение (12) при использовании диода в качес ве замыкающего элемента справедливо только для режима непрерывных токов. Если при использовании диода этот ре жим не обеспечивается во всем диапазоне токов нагрузки и 11, , то параллельно замыкающему диоду следует включить замыкающий транзистор, кото рый переключается от релейного элемента -в противофазе с транзистором. Величина U, не зависит от постоян ной К И1 тегрального преобразователя порогов срабатывания релейного элемен та и « 1/2 и ширины петли гистерезисадЦ. . Это является несомненным достоинством рассмотренного стабилизатора, поскольку не требуется его индивидуальной настройки, а старение элементов при эксплуатации не влияет на качество стабилизации. Период модуляции Т можно определит предположив, что величина U в пределах Т остается постоянной. С учетом и и,-ц ди, , из (6) и (9) имеем, что

+

Piif.f откупа т-л.-.tJBrU.U Отсюда видно, что величина Т при заданных значениях Uj, иУ зависит от ширины петли гистерезиса дО и постоянного коэффициента К. Варьируя значениями дUp и К, можно в широких пределах изменять частоту модуляции. При этом повышение частоты модуляции не приводит к ухудшению условий работы управляющего узла. Формула изобретения Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные и включенные в силовую шину регулирующий транзистор и дроссель дСД-фильт-ра, конденсатор которого соединен с выводами для подключения нагрузки, и управляющий узел, один вход которого соединен с общей точкой регулирующего транзистора и дросселя ЬСД-фильтра, другрй -вход - с источником опорного напряжения, а выход подключен ко входу регулирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью упрощения динамических характеристик и снижения веса и габаритов, управляющий узел выполнен в виде соединенных последовательно интегрирующего преобразователя и релейного элемента, причем интегрирующий преобразователь подключен ко входу управляющего узла, а релейный элемент - к его выходу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР 390515, кл. G 05 F 1/56, 1971. .2. Авторское свидетельство СССР 360655, кл. О 05 F 3/08, 1969.

а

V,

ft

«//

,-

M