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

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в цепях питания различной радиоэлектронной аппаратуры. Известен импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий силовой транзистор, переключающий магнитный усилитель, магнитный мультивибратор и линейный трансформатор (1. Недостаток этого устро1Йства - невысокая точность стабилизации, обусловленная дрей фом усилителя в цепн измерения выходного напряжения. Наиболее.близок к предлагаемому-импульсный стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых щин, к выходу которого подключен преобразователь напряжения с фильтром, выходом соединенный с выходными выводами и со входом импульсного преобразователя, генератор опориой частоты, ключ, формирователь, два триггера с раздельными входами и усилитель, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента. Область применения указанного стабилнзйтора ограничивается его сравнительно невысокими динамическими характеристиками, связаннымн с реализацией щиротно-импульсной модуляции при помощи счетчика импульсов Цель изобретения - улучщение динамических характеристик. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых щин, к выходу которого подключен преобразователь напряжения с фильтром, выходом соединенный с выходными выводами и со входом импульсного преобразователя, генератор опорной частоты, ключ, формирователь, два триггера с раздельными входами и усилитель, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, введен инвертор, вход которого Соединен с выходом импульсного преобразователя, а выход - с одним из входов ключа, к другому входу которого подключен выход первого триггера с раздельными входами, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй вход - с выходом формирователя и вторым входом второго триггера с раздельными входами, первый вход которого подключен к выходу ключа, а выход - к одному нз входов дополнительно введенного элемента совпадения, к другому входу которого подключен выход импульсного преобразователя, а выход элемента соединен со входом усилителя и дополнительно введенного дифференцирующего контура, причем выход последнего подсоединен ко входу формирователя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, преобразователь напряжения с фильтром 2, установленный на выходе регулирующего элемента, импульсный преобразователь 3, соединенный с инвертором 4, генератор 5 опорной частоты, ключ 6, подключенный к триггерам с раздельными входами 7, 8, элемент совпадения 9, соединенный с дифференцирующим контуром 10 и усилителем И,формирователь 12.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение через регулирующий элемент 1 поступает на вход преобразователя напряжения с фильтром 2, который может включать в себя преобразователь напряжения типа генератора Роера, для получения на выходе напряжения более высокого, чем на входе, выпрямитель и фильтр или только фильтр, если напряжение на выходе ниже входного. С преобразователя 2 напряжение поступает н импульсный преобразователь 3, который преобразует отклонение выходного напряжения от номинального во временной, интерва,л. Этот преобразователь может включать в себя частотный датчик, например магнитометрический, обеспечивающий точность преобразования напряжения, в частоту порядка 0,005%, генератор опорной частоты и фильтр разностиой частоты. Сиг-нал с импульсного преобразователя 3 представляющий собой импульсы, следующие с частотой с высокой точностью, )тветствующей отклонению выходного нагфяжения от номинального значения, поступает на один вход элемента совпадения 9 и на второй вход этого же элемента совпадения через инвертор 4, ключ 6 и триггер 8. Состояние ключа 6 определяется триггером 7.

При поступлении на вход 13 триггера 7 сигнала с частотой („ от генератора опорной частоты 5 триггер перебрасывается, и с его выхода подается сигнал, который открывает ключ 6. Когда на выходе импульсного преобразователя 3 с:игнал отсутствует (пауза между импульсами) J инвертор 4 срабатывает, и на вход 14 триггера 8 через открытый ключ 6 по. Дается сигнал, который перебрасывает триггер 8, и с его выхода подается сигнал на второй вход элемента совпадения 9. Поскольку при этом на первый вход элемента совпадения 9 сигнал не подается, он не срабатывает. При появлении импульса на выходе импульсного преобразователя 3 на первый вход элемента совпадения 9 поступает сигнал. Элемент сов.падення срабатывает, и на вход усилителя 1 поступает сигнал. После окончания импульса элемент совпадения выключается, сигнал со входа уснлцтеля снимается, а от заднего фронта импульс;а через дифференцирующий контур to и формирователь 12 поступает сигнал нч

входы 15 и 16 триггеров 7, 8 и перебрасывает их в исходное состояние. При этом 1спюч 6 закрывается, вход 1} триггера 8 отключается от инвертора 4.

При поступлении на вход 13 триггера 7

следующего импульса с генератора опорной частоты 5 процесс формирования импульсов на входе усилителя повторяется.

Как видно из описания, на вход усилителя подаются импульсы, ширина которых пропорциональна отклонению выходного напряжения стабилизатора от номинального значения с частотой fen - 0,25 0,5f«, подаваемой с генератора опорной частоты 5, где (ч - минимальная частота на выходе импульсного преобразователя 3 при изменении напряжения стабилизатора в заданных пределах. Сигнал с элемента совпадения 9 через усилитель 11 управляет регулирующим элементом 1, представляющим собой силовой ключ и работающим в режиме широтно-импульсной модуляции.

В предложенном устройстве схема реализации щиротно-импульсной модуляции без счетчика позволяет получить существенно лучшие динамические характеристики, чем в известных устройствах.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный в одну из силовых шин, к выходу которого подключен преобразователь напряжения с фильтром, выходом соединенный с выходными выводамн и со входом импульсного преобразователя, генератор опорной

частоты, ключ, формирователь, два триггера с раздельными входами и усилитель, выход которого по.аключен к управляющему входу регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью улучщения динамических характеристик, в него введен ннвертор, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя, а выход -- с одним из входов ключа, к другому входу которого подключен выход первого триггера с раздельными входами, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй - с вЫходом формирователя н вторым входом второго триггера с раздельными входами, первый вход которого подключен к выходу ключа, а выход- к одному из входов дополиительно введенного элемента совпадения, к другому входу которого подключен выход импульсного преобразователя, а выход элемента совпадения соединен со входом усилнтеля, и дополннтельно введенного дифференцирующего контура, причем выход последнего подсоединен ко входу формнроваТеля

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 373712, кл. G 05 F 1/56, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 450145, кл. G 05 F 1/56, 1971.