Ключевой стабилизатор напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

(54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электропитания устройств автоматики и вычислительной техники.

Известен ключевой стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, цепь отрицахельной обратной связи и выходной ljC-фильтр 1.

Известен также ключевой стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, один силовой вывод которого подсоединен к одному из выводов для подключения вольт-добавочного источника питания, а другой через диод - к точке соединения другого вывода для подключения вольт-добавочного источника питания с одним из выводов для подключения основного источника питания, цепь отрицательной обратной связи, входом подключенную к выходным выводам и к выходу выходного LCфильтра, и генератор прямоугольных импульсов стабильной частоты 2.

Недостатком известных стабилизаторов является большая инерционность при обработке возмущений питающего напряжег:чя, вследствие чего-, например, для подавления

пульсации входного напряжения приходится увеличивать сглаживающий фильтр или частоту коммутации регулирующего транзистора.

Целью изобретения является уменьшение инерционности при обработке возмущений питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в ключевой стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, один силовой вывод которого подсоединен к одному из выводов для подключения вольт-добавочного источника питания, а другой через диод - к точке соединения другого вывода для подключения вольт-добавочного источника питания с одним из выводов для подключения основного источника питания, цепь, отрицательной обратной связи, входом подключенную к выходным выводам и к выходу выходного LC- фильтра, и генератор прямоугольных импульсов стабильной частоты, введены интегратор, вход которого подключен к входу выходного LC-фильтра, генератор прямоугольных импульсов регулируемой частоты, вход которого подключен к выходу интегратора, и схема совпадения, один ИЗ входов которой соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты, другой вход - с выходом генератора прямоугольных импульсов стабильной частоты, а выход - к базе регулирующего транзистора. На фиг. 1 приведен ключевой стабилизатор напряжения, блок-схема; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы. Ключевой стабилизатор напряжения (фиг. 1) содержит подключенный через диод 1 к общей точке основного источника 2 и вольт-добавочного источника 3 регулирующий транзистор 4, управляемый, через схему 5 совпадения от генератора б прямоугольных импульсов стабильной частоты, генератора 7 прямоугольных импульсов регулируемой частоты и интегратора 8, подключенного к входу LC-фильтра 9. К нагрузке 10 подключена цепь 11 отрицательной обратной связи, выход которой может быть подключен к входу управления reiiepaTOpOM 6 или интегратором 8. Индексы напряжений на фиг. 2 соответствуют позиционным обозначениям элементов на фиг. 1. Ключевой стабилизатор напряжения работает следующим образом. При подаче напряжения от источников 2-3 генераторы 6-7 начинают вырабатывать разнополярные импульсы (фиг. 2), которые поступают на схему 5 совпадения. Последняя пропускает их на базу регулирующего транзистора 4 в случае, если полярность обоих импульсов одинакова (отрицательная или положительная). При этом транзистор 4 насыщается, и напряжение на входе фильтра 9 будет равно сумме напряжений источников 2 и 3. При несовпадении полярности выходных импульсов генераторов 6-7 транзистор 4 обесточен, и напряжение, на вход фильтра 9 подается только от источника 2 через диод 1. Таким образом, на входе фильтра 9 получается последовательность импульсов (Ug - фиг. 2), а на выходе (нагрузке 10) - постоянное напряжение, равное среднему значению напряжения на его входе. Выходные импульсы генератора 6 стабилизированы по частоте. Частота выходных импульсов генератора 7 определяется средним значением напряжения на входе фильтра 9. Последнее достигается тем, что вход,ное напряжение фильтра интегрируется интегратором 8, и в момент времени, когда его интегральное (среднее) значение становится равным, заданному значению, выходным импульсом интегратора производится переключение генератора 7. Изложенное поясняется с помощью диаipaMM (фиг, 2). До момента времени а открыт транзистор 4. В момент времени а, когда площадь импульса Us (определяет среднее значение напряжения на входе фильтра 9) стала равной заданной величине, переключился генератор 7, и с этого момента интегратор 8 стал вновь интегрировать напряжение Ug. В момент времени jS вновь включился транзистор 4, а к моменту времени 1 среднее значение напряжения Ug за период а стало вновь равно заданной величине. Таким образом, среднее значение напряжения Ug в каждом из интервалов О-а.; лч- ; бЧ-б и т. д. будет равно заданному значению, т. е. стабилизировано по величине независимо от изменения напряжения источников 2, 3. Заданная велич11на напряжения определяется параметрами интегратора 8 и частотой генератора 6, т. е. стабилизация напряжения источников 2, 3 осуществляется без дополнительного воздействия по цепи 11 отрицательной обратной связи. Последняя может быть подключена либо к генератору 6, либо к интегратору 8, что позволяет повысить стабильность напряжения на нагрузке - отклонении последнего от номинального значения по цепи отрицательной обратной связи поступает сигнал, корректирующий соответствующим образом частоту генератора 6 (или параметры интегратора 8). В простейшем случае интегратор 8 и генератор 7 представляют собой общее звено - например, магнитополупроводниковый генератор Ройера. Без изменения принципа работы в стабилизаторе могут быть применены и генераторы однополярных импульсов. Формула изобретения Ключевой стабилизатор напряжения, содержащий регулирующий транзистор, один силовой вывод которого подсоединен к одному из выводов для подключения вольтдобавочного источника питания, а другой через диод - к точке соединения другого вывода для подключения вольт-добавочного источника питания с одним из выводов для подключения основного источника питания, цепь отрицательной обратной связи, входом подключенную к выходным выводам и к выходу выходного LC-фильтра, и генератор прямоугольных импульсов стабильной частоты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения инерционности при отработке возмущений питающего напряжения, в него введены интегратор, вход которого подключен к входу выходного LC-фильтра, генератор прямоугольных импульсов. регулируемой частоты, вход которого подключен к выходу интегратора, и схема совпадения, один из входов которой соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты, другой вход - с выходом генератора прямоугольных импульсов стабильной частоты, а выход - к базе регулирующего транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. 1. Александров Ф. И. и др. Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы, Л., «Энергия, 1970, с. 79.

8

.J

//