Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразователной технике и, в частности, может быть использовано при построеЕши импульсных стабилизаторов напряжения.

Известен импульсный стабилизатор поотоянного напряжения, содержащий управляющий транзистор и регулирующий элемент, генератор токовых импульсов, усилитель постояного тока и 1 С-це почку J.

Недостатком известного импульсного ста билизатора является уменьшение точности стабилизации выходного напряжения, определяемое реальным временем выключения силового ключа.

Наиболее близким решением к данному изобретению является импульсный стабнл затор постоянного напряжений 2j, содер- жаший Б качестве регулятора ключевой элемент, включенный силовой цепью между одним из входных выводов ДЛЯ: подключения к

питающему источнику и ЬСД-фильтром, подсоединенным к выходным выводам служашим для подключения нагрузки, а входом соединенный с управляющим блоком, соетояищм из задающего генератора, нульоргана, соединенного с источником опорного напряжения и формирующей пилообразное напряжение RC-цепочкой, дополнительный резистор, и диод.

Недостатком известного стабилизатора является необходимость подбора величины резистора для каждого силового ключа. Кроме того, изменение времени выключения силового ключа при изменении температуры также не учитывается компенсирующим дополнительным резистором.

Целью изобретения является повыщение точности стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения упомянутая RC-цепочка через дополнительный резистор подключена параллельно силовой цепи ключевого элемента, причем общая точка резистора РС-цепочки и дополнительного резистора через указанный диод соединена с другим входным выводом для подключения к питающему истонику

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема импульсного . стабилизатора постоянного напряжения; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу стабилизатора.

Импульсный стабилизатор содержит в качестве регулятора ключевой элемент 1, к от орыйг управляется нуль-органом 2 через предусилитель З.Один из входов нуль-органа 2 подключен к выходу источника опорного напряжения 4, а др5тгой - через дополнительный резистор 5 - к положительному полюсу источника питания. Конденсатор 6 и резистор 7 RC «цепочки через дополнительный резистор 5 подключены параллельно ключевому элементу 1, а точка их соединешгя - через дополнительный диод 8 - к отрицательному полюсу источника питания. 1Выход задающего генератора 9 соединен с входом предусилителя 3; Выходной L СДфильтр стабилизатора образован диод{эм 10, дросселем 11 и конденсатором 12, параллельно которому подключается нагрузка 13 Для снижения зарядного тока конденсатора 6 может быть включен балластный резистор 14, а для защиты входа нуль-органа 2 от перенапряжения - диод 15. На фиг. 2 приняты обозначения; V-gy -входное напряжение стабилизатора; V -напряжение на выходе задающего генератора 9; Vj - напряжение эмиттер-колле тор ключевого элемента 1; V - напряжение на конденсаторе 6 при максимальном входном напряжении} Yg - напряжение н конденсаторе 6 при минимальном входном напряжении; V - пилообразное напряже,ние;Уд - опорноенапряжение} -V напряжение на выходе предусилителя 3; t-g - время выключения ключевого элеме та 1г1ои«-врем я включенного состояния клю чевого элемента f Т - период коммутации ключевого элемента 1. При включенном ключевом элементе 1 конденсатор 6 быстро заряжается до входного напряжения v-j по цепи: источник . июдного напряжения - ключевой элемент l конденсатор 6 - резистор 14 - даод 15. Напряжение V на входе нуль-« гана 2 равно алгебраической сумме еапряжений на конденсаторе 6 и резисторе 7, в нужная его величина может быть установлена с помощью соответствующего рассчета резисторов 5 и 7, В начале каждого периода входной импульс Vif, задающего генератора перебрав сывает в исходное состояйие предусилитель 3, который,в свою очередь, выключает клю чевой элемент 1. Последний выключается за время I,, , после чего конденсатор 6 начинает перезаряжаться по контуру: плюс

источника входного напряжения „ - резистор 5 - резистор 7 - конденсатор 6 диод 15, минус источника входного напряжения. При этом диод 15 поддерживается

в проводящем состоянии током нагрузки 13, который протекает по контуру; дроссель 11 - нагрузка 1,3-Ещод 1О, Перезаряд конденсатора 6 сопровождается изменением напряжения V, на входе нуль-органа 2,

которое стремится от отрицательного значения к нулю. При достижении напряжением УИ величины опорного напряжения V нуль-орган 2 выдает импульс, перебрасывающий предусилитель 3 в новое состояние, оследний включает ключевой элемент 1, который остается включенным до конца периоа Т, т.е. до прихода очередного импульса задающего генератора 9. Далее процессы повторяются. Полагая, в первом приближении, перезаяд конденсатора 6 линейным, можно запаать выражение для пилообразного напряжения в интервале Y - Y /jL l) (1) п если обеспечить . с о it 9 i , то время работы ключевого элемента можно определить из уравнения Va-Vba -V skV ( I Подставляя в это уравнение i-Т-1 «j, получим,. Известно что, для последовательного импульсного стабилизатора справедливо выражение ,. (4) ..- 1 Подставляя (3) в (4) получимУ -. т.е. не зависит от входного напряжения. На фиг. 2 видно, что время рассасыве 1ШЯ ключевого элемента не влияет ка соотношение , la приводит лишь к сдввгу по фазе рабочего цикла силового ключа относительно периода задающего генератфа 9. Таким обрааом х йдоженный импульсный стабилизатор обеспечввает параметрическую стабилизацию выходного вапряжения, при этом время рассасывания неосновных телей ключевого элемента не влияет на точность стабилиза1ДВН. Предложенный стабилизатор позволяет получить точность стабилизации напряжения не хуже 2% и, вследствие своей беэыгаэрнйовности, может

найти широкое применение при создании источников питания радиоэлектронной аппаратуры.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий в качестве регулятора Ключевой элемент, включенный силовой цепью между одним из входных выводов для подключения к питающему источнику и UCD-фильтром, подсоединенным к выходным выводам, служащим для подключения нагрузки, а входом соединенный с управляющим блоком, состоящим из за дающего, генератора, нуль органа, соединенного с источником опорного напряжения и формирующей пилообразное напряжение Р С-цепочкой, донсчшнтел ный резистор и диод, отличаю ш it йс я тем, что, с целью повышения стабилизации выходного напряжения, ука;ш1нная 1 С-щепочка .через дополнительный резистор подключена параллельно силовой цепи ключевого элемента, причем общая точка резистора 1 С-цепочки и дополнительного резистора через указанный диод соединена с другим входным выводом для подключения к питающему источнику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

c

:ГЧ Г

I 1 J I

I

i/fc