Ключевой стабилизатор постоянно-гО НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания аппаратуры устройств связи, автоматики и вычислительной техники.

Известен ключевой стабилизатор напряжения p-J .

Известный стабилизатор содержит ключ и дроссель LC-фильтра, включенные последовательно в одну из питакицих шин, конденсатор фильтра подключен к выходу стабилизатора, разрядный диод включен между точкой соединения ключа и дросселя 4«льтра и вторым проводом силовой цепи.

Второй вывод разрядного диода в такой схеме может быть подключен как к общему проводу стабилизатора, так и к отводу от источника напряжения питания.

Данная схема получившая широкое распространение, не позволяет коммутировать ключ с высокой частотой из-за значительных потерь энергии при каждом замыкании ключа.

Известен также стабилизатор который содержит включенные последовательно в одну из питающих шин ключевой элемент и дроссель LC-фильтра, конденсатор которого подключен к выходным клеммам, параллельно которым подключен входом блок управления, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, первый разрядный диод, подключенный одним из выводов к общей точке соединения ключевого элемента и дросселя фильтра, второй разрядный диод и дополнитель- . ный дроссель.

o

Однако у этого стабилизатора вхоД и .выход не имеют общей точки - в нем второй входной зажим подключен к однополярному с ним выходному зажиму через дополнительный дроссель. Это

5 делает невозможным подключение нес- кольких таких стабилизаторов к общему источнику питания (в случаях, когда . их выходные цепи имеют общую точку) и,кроме того, затрудняет построение

0 двуполярного источника стабилизированного напряжения.

Целью изобретения является.получение в схеме известного стабилизатора общей точки входа и выхода для

5 расширения сферы его применения с сохранением высокого КПД при работе на высоких частотах коммутации.

Это достигается за счет того, что дополнительный дроссель с параллельным резистором включен между точкой соединения ключевого элемента, дросселя LC-фильтра и выводом второго разрядного диода, при этом другие выводы первого и второг разрядных диодов соединены с соотве ствукжцими введенными клеммами для подключения источников постоянного напряжения неравной величины. Клемма для подключения источника постоянного напряжения, соединенная с выводом первого разрядного диода подключена к другой питающей шине. Если использование дополнительно го источника затруднено, то клемма для подключения источника постоянно напряжения, соединенная с первым разрядным диодом подсоединена к вто рой питающей шине через введенные параллельно соединенные конденсатор и резистор, а клемма для подключени источника постоянного напряжения, соединенная с вторым разрядным дио дом подсоединена также к другой питающей шине непосредственно. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого стабилизатора с питанием от двух источников напряжения, на фиг. 2 -. то же, с питанием схемы от одного источника напряжения. Стабилизатор содержит последовательный ключевой элемент 1, подключенный к LС-фильтру с дросселем 2 и конденсатором 3, и управляющим вх дом соединенный с блоком 4 сравнения, включенным параллельно выходным выводам. К общей точке элемента 1 и дросселя 2 фильтра одним из выводов подсоединен первый разрядный диод 5. Между упомянутым выводом эт го .диода и одноименным с ним выводом второго разрядного диода б вклю чен дополнительный дроссель 7, Для гашения остаточной энергии дросселя 7 (после закрытия диода б) оба вывода этого дросселя шунтированы резистором 8. Индуктивность дросселя 7 выбирается такой, чтобы до окончания паузы ( до замыкания ключевого элемента 1) диод 5 успел полностью зак рыться. На вторые выводы диодов 5, б под ются неравные напряжения: напряжение , прикладываемое к диоду 6, долж но быть больше напряжения, прикла.даваемого к диоду 5 (но меньше выходного напряжения стабилизатора). Это достигается либо подключением диода б к дополнительному источнику напряжения (указанной величины), при этом свободный вывод диода 5 включён во вторую питающую ишну основного источника напряжения (фиг.1) либо подключением второго вывода ди да 6 непосредственно, а второго выво да диода 5 через параллельно соедине ные конденсатор 9 и резистор 10 к второй шине питания (фиг. 2). Работает схема следующим образом При замкнутом элементе 1 ток протекает через этот ключ, дроссель 2, через нагрузку и общую шину стабилизатора. Диоды 5 и 6 при этом закрыты. При размыкании элемента 1 открывается в первый момент только диод 5 (через диод б в этот момент протекает небольшой ток, определяемый сопротивлением резистора 8). Однако к дросселю 7 с размыканием ключа прикладывается напряжение, равное дополнительному напряжению питания, и ток через него, а следовательно, и через диод 6, начинает возрастать. При этом, поскольку ток дросселя 2 приблизительно постоянен, ток диода 5 соответственно снижается и к окончанию паузы Сдо замыкания ключа 1) диод 5 полностью закрывается. Ток дросселя 7 в конце паузы равен,таким образом, току дросселя 2 . При следующем замыкании ключа 1 к диоду 5 прикладывается обратное напряжение, однако этот диод уже полностью закрыт, к дросселю 7 прикладывается разность большего и меньшего напряжений питания, и его ток начинает падать. Когда этот ток уменьшается до нуля, диод б закрывается, что, как видим, не сопровождается броском тока большой величины. Схема, приведенная на фиг. 2 работает аналогично описанной. При протекании тока через диод 5 на резисторе 10 и конденсаторе 9 создается некоторое напряжение, которое в дальнейшем обеспечивает закрывание диода 5, когда полностью открывается диод б, Предлагаемая схема имеет общую точку входа и выхода, что делает удобным и простым ее применение в .таких случаях, где применение известного стабилизатора затруднено или он вообще неприменим (параллельная работа нескольких стабилизаторов от одного выпрямителя, стабилизация напряжения двухполярного источника и др.) . При этом стабилизатор сохраняет возможность использования высокой частоты коммутации ключа без снижения КПД, что позволяет также уменьшить габариты фильтра стабилизатора и пульсации его выходного напряжения. Формула изобретения 1. Ключевой стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно включенные в одну из питающих шин ключевой элемент и дроссель LC-фильтра, конденсатор которого подключен к выходным клеммам, параллельно которым подключен входом блок управления , выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, первый разрядный диод, подключенный одним из выводов к общей точке соединения ключевого элемента и дросселя фильтра, второй разрядный диод и дополнительный дроссель, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительный дроссель с введенным параллельным резистором включен между точкой соединения ключевого элемента, дросселя LС-фильтра и выводом второго разрядного диода, при этом другие выводы первого и второго разрядных диодов соединены с соответствуккцими введенными клеммами для подключения источников постоянного напряжения неравной величины.

O шине непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 Импульсные преобразователи и стабилизаторы, Л., Энергия, 1970.2.Ав.торское свидетельство СССР №5361.53, кл. G 05 F 1/56, 1977.

JW

-0-12

f

г/j

-о

а ю

Wlf «Н