Многофазный импульсный стабилизатор Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых стабилизаторах импульсного действия, работакшщх при больших токах нагрузки.

Известны многофазные импульсные стабилизаторы, з которых параллельно основному регулятору введен ряд аналогичных регуляторов, соединенных между собой по цепям управления через фазосдвигающие устройства Г и 2 .

Недостатком указаниых многофазных стабилизаторов является необходимость многофазного задаэддего генератора для управления регулирования транзисторами.

Наиболее близким jc предлагаемому является многофазный импульсный стабилизатор, содержащий источник опорного напряжения, блок сравнения, усилитель постоянного тока, и п силомлх ячеек, каждая из которых состоит из широтио-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу

усилителя постоянного тока, а второй к выходному зажиму генератора пилообразного напряжения блокирукицего диода и регулирующего элемента,силовая цепь которого включена между входным зажимом стабилизатора и дросселем силового фильтра, выходом соединенного с выходными зажимами стабилизатора, а управляющий вход соединен с выходом широтно-импул-ьсного модулятора 3.

Недостатком известного многофазного стабилизатора является сложность системы управления, обусловленная необходимостью многофазного импульсного генератора, выходы которого подключены ко входам широтно-импульсных модуляторов.

Цель изобретения - упрощение схемы стабилизации.

Указанная цель достигается тем, что в многофазном импульсном стабилизаторе, содержащем источник опорного напряжения , блок сравнения, уси литель постоянного тока, и п силовых ячеек, каждая из которых состоит из широтно-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а второй к выходному зажиму, генератора пилообразного напряжения, блокирующего диода и регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между входным зажимом стабилизатора и дросселем силового фильтра, выходом соединенного с выходным зажимом стабилизатора, а управляющий вход соединен с выходом широтно-импульсного МОдулятора, (n-l) из указанных генера.торов пилообразного напряжения эыполнены в виде последовательных RC-це пей, крайние выводы которых подключены параллельно блокирунлцему диоду предыдущей силовой ячейки, а общая точка соединения конденсатора и резис тора указанных RC-цепей через развязывающий конденсатор соединена с выходным зажимом соответствующего генерат-ра пилообразного напряжения, 1На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого многофазного импульсного стабилизатора; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Стабилизатор содержит источник 1 питания, один залсим которого соединен с соответствующим зажимом 2 на- грузки непосредственно, а другой - че рез п силовых ячеек (п - число парал лельно работанндих ячеек) , из которых изображены первая 3, торая 4 и п-ая силовые ячейки, блок 6 сравнения, подключенный к выводам для подключения нагрузки 2 и к источнику 7 опорного напряжения. Выход блока 6 сравнения через усилитель 8 постоянного тока подключен к первому входу широт но-импульсного модулятора 9 каждой силовой ячейки, второй вход которого начиная со второй силовой ячейки 4 по п-ую ячейку 5, подключен через ра вязыванщий конденсатор 10 к точке соеди нения резистора и конденсатора R С-цепи 11 предыдущей силовой ячейки ( широт но-кмпульсный модулятор 9 второй силовой ячейки 4 подключается к Й -цепи 11 первой силовой ячейки 3, широтно-импульсный модулятор третьей силовой ячейки подключается к йС-цепи 11 вто рой силовой ячейки Л,.. ., широтно-им пульсный модулятор )1 -ой силовой ячей ки 5 подключается к RC-цепи )И-1 сило .вой ячейки). Второй вход широтно-им 4 ульсного модулятора 9 первой силовой чейки 3 подключен к генератору 12 илообразного напряжения. Каждая Rpепь 11 подключена параллельно блокиующему диоду ГЗ. В каждой силовой чейке выход модулятора 9 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 14, выход которого соединен с дросселем.15 фильтра. На фиг. 2 приведены временшге диаграммы напряжений: а - на входе широтно-импульсного модулятора 9,первой силовой ячейки З.(где Of - симметричное пилообразное напряжение; ж несимметричное нарастающее напряжение), б - на блокирующем диоде 13 первой силовой ячейки 3, в - на входе широтно-импульсного модулятора 9 второй силовой ячейки 4 и г - на блокирующем диоде 13 второй силовой ячейки 4.. На временной диаграмме напряжения блокирующего диода 13 показан интервал времени , на который регулирующий элемент 14 первой силовой Ячейки опережает при включении ( выключении регулирующий элемент 14 второй силовой ячейки. Многофазньй импульсный стабилизатор работает следующим.образом. В установившемся режиме с выхода генератора 12 пилообразного напряжения на один из входов широтно-импульсного модулятора 9 первой силовой ячейки 3 С фиг.2 а) подается пилообразное напряжение (безразлично, сим матричное или несимметричное нарастающее , на другой вход воздействует напряжение с выхода усилителя 8 постоянного, тока, совпадающее с осью абсцисс С фиг. 2а). При данных входных напряжениях широтно-импульсного модулятора 9 первой силовой ячейки 3 регулирующий элемент 14 работает в импульсном режиме, обеспечивая на блокирующем диоде 13 напряжение, соответствующее фиг. 26. При закрытом состоянии блокирующего диода 13 первой силовой ячейки 3 напряжение на конденсаторе П возрастает, а при открытом состоянии блокирующего диода (закрытом состоянии регулирующего элемента 14) напряжение на упомянутом конденсаторе спадает. Пилообразное симметричное напряжение со средней точки RC-цепи 11 первой силовой ячейки 3 через развязывающий конденсатор 10 подается на вход широтно-импульсного модулятоpa 9 второй силовой ячейки 4( фиг.2в) Так как на другой вход широтно-импул сного модулятора 9 второй силовой ячейки 4 подается то же напряжение с усилителя 8 постоянного тока,что и на широтно-импульсный модулятор 9 первой силовой ячейки 3,то регулирующий элемент 14 второй силовой ячейки 4 обес печивает на блокирующем диоде 3 импульсное напряжение (фиг. 2 г) той же скважности, что и в первой силовой ячейке 3. Но регулируняций элемент 14 второй силовой ячейки 4 при этом открывается (закрывается) с задержкой времени, равной Л1-(фиг.2 г) Регулирующий элемент 14 третьей сило вой ячейки по тем же причинам отстае на величину времени относительно работы (замыкания, размыкания), регу лирующего элемента 14 второй силовой ячейки и т.д. Таким образом, введение последовательно соединенных RC-цепей параллель но блокирующему диоду с первой по h-I силовую ячейку обеспечивает сдвиг по фазе каждой последуняцей ( начиная с первой) силовой ячейки. Необходимо отметить, что сдвиг по фазе обеспечивается в многофазном импульсном стабилизаторе и при подключении RC-це-. пей 11 параллельно дросселю 15 силового фильтра. Предлагаемый импульсный стабилизатор по сравнению с известны1 да обладает повьшенной надежностью, так как исключается необходимость использова ния- многофазного импульсного генератора, который предполагает применение в своем составе как активных, так и пассивных элементов, а также уменьшенной массой и объемом. Формула изобретения Многофазный импульсньй стабилизатор , содержащий источник опорного напряжения, блок сравнения, усилитель постоянного тока и И силовых ячеек, каждая из которых состоит из широтно-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а второй - к выходному зажиму генератора пилообразного напряжения, блокирующего диода и регулирукщего элемента, силовая цепь которого включена между входным зажимом стабилтзатора и дросселем силового фильтра, выходом соединенного с выходным зажимом стабилизатора, а управляющий вход соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения стабилизатора, из указанных генератор.ов пилообразного напряжения выполнены в виде последовательных RC-цепей, крайние выводы которых подключены параллельно блокирующему диоду предыдущей силовой ячейки, а общая точка .соединения конденсатора и резиетора указанных RC-цепей через развязывающий конденсатор соединена с BII ходным зажимом соответствующего генератора пилообразного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 327462, кл. G 05 F 1/56, 1968. 2.Юрченко А.И., Головацкий В.А., Врагин В.Н., Темляков Л.С., Кэртаев П.И. и Колосова Г.И. Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения. - В кн. Электронная- техника в автоматике. Под ред. Ю.И.Конева. М., Советское радио, 1978, вып. to. 3.Шуваев Ю.Н. и Виленкин А.Г. ногофазные импульсные стабилизаторы, - В кн. Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Советское радио, 1977, вып.9.

Л

15