Импульсный стабилизатор напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/64 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электропитания радиотехнических средств автоматики.

Известны импульсные стабилизаторы напряжения 1.

Известен также импульсный стабилизатор напряжения, содержащий мостовой преобразователь с двумя полностью и двумя неполностью управляемыми транзисторами, соединенными управляющими входами с соответствующими выходами модулятора управляющих импульсов и входным трансформатором, средняя часть первичной обмотки которого соединена со свободным выводом конденсатора Г-образного LC-фильтра и анодом коммутирующего диода, подключенных к одному из входных выводов, а по меньшей мере одна из вторичных обмоток выходного трансформатора соединена через выпрямитель с фильтром с выводами для подключения нагрузки 2.

Недостатком известного устройства является его инерционность, обусловленная инерционностью индуктивности LC-фильтра, включенной в цепь передачи тока. Это свойство известного стабилизатора напряжения ограничивает возможности применения его для питания импульсных нагрузок, так как ступенчатое изменение тока нагрузки приводит к значительному увеличению

пульсации выходного иапрял ения и ухудшению его стабильности.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик известного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве модулятор управляющих импульсов подключен входом к введенному датчику тока, образующему с дросселем

LC-фильтра последовательную цепь, параллельно которой подключен резистор и соединенный последовательно с ним введенный ключ, управляющим входом соединенный через блок управления с выводами для подключения нагрузки. Причем выходная цепь блока управления выполнена в виде онтронного прибора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизатора.

Стабилизатор состоит из дросселя 1, коммутирующего диода 2, неполностью управляемых транзисторов 3, 4, полностью управляемых транзисторов 5, 6, трансформатора 7 с обмотками 8-И, выпрямнтеля 12, фильтра 13, модулятора 14 управляемых импульсов, нагрузки 15, подсоединенной к обмотке 11 трансформатора 7, конденсатора 16, датчика 17 тока, управляемого ключа 18, состоящего из тиристора 19, сопротивления 20, оптроиного ключа 21, и блока 22 управления ключом 18.

Устройство работает следующим образом.

На базы транзисторов 3-6 от модулятора 14 поступают управляющие пмпульсы одной и той же частоты. Скважность (отнощение периода переключений к времепп открытого состояния транзистора) управляемых импульсов, поступающих на Оазы транзисторов о, б, равна или больще двух и зависит от величины стабилизируемого среднего тока дросселя 1, задаваемой датчиком 17. При открытом состоянии транзисторов 3, b происходят передача электрической энергии через трапсформатор 7 в цепи пагрузки, пакоплепие энергии в дросселе 1 и копдепсаторе 16. При выключении транзисторов 3, 6 нроисходит одиовременное открывание транзистора 4. Транзистор 5 остается, иока в закрытом состоянии. В этот момент энергия, накоплеппая в дросселе 1, через транзистор 4 и диод 2 поступает в обмотку 9 трансформатора 7. Происходит перемагнйчивание трансформатора, и на время, ,в течение которого основной источник отключен от трансформатора, ток в нагрузке переменного тока поддерживается за счет энергии дросселя 1 и конденсатора 16, а ток в нагрузке постоянного тока за счет энергии дросселя 1 и конденсатора фильтра 13. В случае, когда величина среднего тока, потребляемого нагрузкой, меньше стабилизируемой величины среднего тока дросселя, избыточный ток, поступающий со стороны дросселя в нагрузку, вызывает увеличение выходного напряжения стабилизатора. Положительное прпращепие выходного напряжения через блок 22 воздействует на вход ключа 18, в результате чего ключ 18 замыкается, п ток дросселя 1 переходит в более пизкоомпый коптур, замыкаясь по цепи: дроссель 1-датчик 17 - тиристор 19 - сопротивление 20 - дроссель 1. В это время ток в нагрузке переменного тока поддерл ивается за счет энергии конденсатора 16, а ток в нагрузке постояппого тока за счет энергии конденсатора фильтра 13. Через некоторое время, определяемое величиной среднего тока дросселя 1, открывается транзистор 5, и обмотки 8, 9 трансформатора 7 подключаются к основному источнику питания. При этом ток в обмотках трансформатора не меняет своего направлепия. Диод 2 и тиристор 19 запираются. Происходят накопление энергии в дросселе 1, конденсаторе 16 и передача энергии через трансформатор в нагрузку. При закрывании транзисторов 4, 5 одновременно открывается транзистор 3. Происходят отключение траисформатора от основного источника и замыкание цепи, по которой ток дросселя 1 поступает в кондепсатор 16 п в обмотку 8 трансформатора 7 по цепи: дроссель 1-транзистор 3-обмотка 8-диод 2.

Блок 22 вырабатывает соответствующую комапду, которая поступает па вход ключа 1Ь п вызывает его замыкание. Юк дросселя 1 переводптся в низкоо.мный коптур.

При условии стабилизации величины среднего тока дросселя на уровпе макспмальпого тока пагрузки (с учетом собственного потребления стабилизатора) индуктивпость дросселя I практически не влияет на протекание в стабилизаторе переходных процессов, обусловленных возмущающим воздействиел со стороны нагрузки. Это позволяет улучщить динамические характеристики устройства. Сопротивление 20 (в частном случае это может быть собственное сопротивление тиристора (19J иредназпачено для увелпчепия расхода энергии дросселя 1 при работе стабилизатора на холостом

ходу, что позволяет уменьшить скважность управляющих импульсов в этом режиме и песколько упростить модулятор 14. Небольщое увеличение потерь мощпостп в стабилизаторе в режиме холостого хода полностью компенсируется значительным улучшением его динамических характеристик.

Предлагаемое изобретение позволяет расщирить область применения известного

устройства, применив его для питания импульсных нагрузок, например модуляторных ламп, геперирующих имиульсы низкой частоты. При этом может быть значительно уменьшена елгкость выходного конденсатора.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий мостовой преобразователь с двумя полпостью и двумя неполностью управляемыми транзпстора: ш, соединенными управляющими входами с соответствующими выходами модулятора управляющих импульсов п входным трансформатором, средняя точка первпчной обмотки которого соедипепа со свободным выводом конденсатора Г-образного LC-фильтра и анодом коммутирующего диода, подключенных к одному из входных выводов, а по меньшей мере одна из вторичных обмоток выходного трансформатора соединена через выпрямитель и фильтр с выводами для подключеппя нагрузкп, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, модулятор управляющих импульсов подключен входом к введенному датчику тока, образующему с дросселем LC-фильтра последовательную цепь, параллельно которой подключен резистор п соединенный последовательпо с пим введеппый ключ, управляющим входом соедпненный через блок управления с выводами для подключения нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР2. Авторское свидетельство

№ 516159, кл. G 05F 1/64, 1974.№ 524171, кл. G 05F 1/64, 1975.

СССР