Стабилизатор напряжения постоянногоТОКА Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

двух генераторов 7, 8 пилообразного напряжения.

Выходные полуобмотки трансформатора инвертора ./ еоединеиы общим выводом с входным выводом стабилизатора, а крайиими выводами с управляемым выпрямителем 2, подключеииым через сглаживающий фильтр 3 к выходу стабилизатора. Узел сравиеиия 4 связан входами с выходом стабилизатора и источшгком опорного иапряжеиия, а выходом подключай к одним входам компараторов 5 и 6, другие входы которых соединены с выходами соответствующих генераторов 7 и 8 пилообразного напряж1ения. Выходы компараторов 5 н 6 подключены соответственно к управляющим входам инвертора / и выпрямителя 2.

Стабилизатор работает следующим образом.

На входы компараторов 5 и 6 поступают разнополярные сигналы с двух генераторов 7, 8 иилообразного напряжения. На два других входа компараторов поступает сигнал рассогласования 8 1/,,,-О с узла сравнения 4. Ори 8 0 широтномодулированные сигналы с обоих компараторов отсутствуют, что оберпечивает полностью закрытое состояние транзисторов и диодов выпрямителя 2 (открытое состояние ключей выпрямителя может обеспечиваться источником Е). В этом режиме f/,, - U,,.

При (режим вольтодобавки) компаратор 5 остается в прежнем состоянии, а с компаратора 6 на управляющий вход иивертора / поступают ШИМ импульсы, обеспечивая поочередное открытие транзисторов инвертора. Переменное напряжение добавки f/Tp (фиг. 2 а) выпрямляется выирямителем 2, сглаживается фильтром 3 и в сумме с напряжением питания U„ образует выходное напряжение стабилизатора

f/H.

Чем больще 8, тем больще коэффициеит заполнения ШИ1Ч импульсов U, чем и достигается стабилизация Эпюры токов в управляемом выпрямителе (/ь /2) и напряжения на входе фильтра U показаны на фиг. 2 а.

При коэффициент заполнения отпирающих импульсов с компаратора 6 равен -нулю, поэтому транзисторы инвертора постоянно закрыты. Регулирование напряжения вольтовычитания в этом режиме обеспечивается подачей компаратора 5 запирающих ШИМ импульсов на управляющий вход выпрямителя 2. Поочередное закрытие транзисторов выпрямителя приводит к протеканию тока нагрузки только по одной выходной полуобмотке трансформатора инвертора, в результате чего по соответствующим первичной полуобмотке и обратному диоду инвертора протекает ток рекуперации. Напряжение на фильтре t/ф

ири одном закрытом транзисторе выпрямителя становится равным

иф и,-и,-Кгр- и„-( -я,р),

где /Гтр - коэффициент трансформации трансформатора.

Коэффициент заполнения запирающих импульсов с выхода компаратора 5 прямопропорционален величине отрицательного отклонения 8, за счет чего и достигается стабкльность t/,, при (режим вольтовычитания) .

В дачном стабилизаторе пр.и f/n Ь„ отсутствуют потери в .инверторе и минимальны потери в выпрямителе, так как ток нагрузки протекает одновременно по Обо.им ключам выпрямителя (при этом транзисторы « диоды инвертора закрыты). Поэтому КПД стабилизатора при и, близких к f/H, существенно выще, чем КПД известного стабилизатора. При отклонениях U „ от /„ потери в стабилизаторе начинают возрастать (фиг. 3, кривая в), достигая на краях диапазона изменения 11„ уровня потерь мощности, характерном для известного стабилизатора (фиг. 3, кривая г). Паибольщий КПД данного стабилизатора наблюдается для наиболее характерного и наиболее длительного режима его работы . (при 6„, близких к

(„)Второе преимущество состоит в уменьщении в два раза амплитуды переменной составляющей на входе фильтра, что достигается за счет исключения режима работы, яри котором в течение одного полупериода наблюдается и вольтодобавка и вольтовычитание напряжения инвертора. На фиг. 4 показана зависимость необходимого значения параметра LC сглаживающего фильтра для обеспечения одинакового уровня пульсаций выходиого напряжения для данного и известного стабилизаторов (кривые Ь, п соответственно).

Формула изобретения

Стабилизатор напряжения постояиного тока, содержащий инвертор вольтодобавки, вход которого соединен с входными выводами, выходные обмотки через последовательно соединенные полностью управляемый выпрямитель и LC-фильтр - с выходными выводами, и узел сравнения, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а другой вход - к выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и массогабаритных показателей устройства, в него додолнительно введены два компаратора и два синхронизированных генератора разнополярного пилообразного напряжения, причем одни входы компараторов подключены к выходу узла сравнения, другие входы - к выходу соответствующего генератора, выход одного компаратора соединен с управляющим входом инвертора вольтодобавки, а выход другого компаратора подключен к управляющему входу выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Абрамов А. С., Вигдорчик В. Г., Козлов И. С., Веденеев Г. М. Применение транзисторных преобразователей в устройствах электропитания. Анализ различных схем и перспективы развития.- В кн. Повышение эффективности устройств преобразовательной техники, ч. 1.- Киев, «Наукова думка, 1972, с. 439-4,61.

2.Авторское свидетельство СССР № 347751, кл. G 05 F 1/56, 1972.

Фаг./

а k

/77Г

I

Vn

LC

Vn

UH ФигЛ