, .
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания, применяем 1х для питания различных электронных устройств с дифференциальной нагрузкой, требующих два разнополярных источника питания с общей шиной, в частности интегральных операционных усилителей.
Известен бестрансформаторный клюгчевой двухполярный стабилизатор с обратной связью, содержащий регулирующий элемент, первую формируищую цепь, выход которой подключен к выходному выводу положительной полярности, вторую формирующую цепь, выход которой подключен к выходному выводу отрицательной полярности, блок управления, вход которого соединен с выходным выводом 11оло7 а1тельной полярности, а выход - с входом регулирующего элемента, причем каждая формирующая цепь состоит из накопительного дросселя, коммутирующего
диода и конденсатора. Регулирукщий элемент подключен к накопительному дросселю второй формирующей цепи непосредственно Ю .
Недостатком данного стабилизатора является отсутствие стабилизации напряжения отрицательной полярности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является
10. импульсный стабилизатор постоянного двухполярного напряжения содержит регулируюощй элемент, первую формирующую цепь, выход которой подключен к выходному выводу положительISной полярности стабилизатора, вторую формируняцую цепь, выход которой подключен к выходному, выводу отрицательной полярности стабилизатора, причем первая формирующая цепь сос20тоит из накопительного дросселя, коммутирующего диода и накопительного конденсатора, а вторая - из коммутирующего диода и накопительного кон390денсатора, блок управления, содержащий источник опорного напряжения и чувствительный элемент, включенные параллельно выходу положительной полярности стабилизатора, выходы чув ствительного элемента и источника опорного напряжения подключены к соответствующим входам первого суммиру ющего узла-блока управления 12. Недостатком известного стабилизатора является существенное различие уровней стабилизации выходных напряжений при действии -дестабилизируклцих факторов, в частности из,менении температуры окружающей среды, влияющей на величины емкости и прямые падения напряжений на диодах, изменении емкостей конденсаторов вследствие старения, несимметричного изме нения нагрузки. Цель изобретения - обеспечение стабилизации выходных разнополярных напряжений при воздействии дестабили зирующих факторов. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения введены последовательно соединенные входной дроссель, перезарядный конденсатор и коммутирующий диод причем один из выводов входного . дросселя является входом стабилизатора, катод коммутируннцего диода под ключен к общей шине, а анод - к вход второй формирующей цепи, причем параллельно перезарядному конденсатору и коммутирующему диоду включены регулирукщий элемент и вход первой фор мирующей цепи, в которой накопительный дроссель, коммутирующий диод и накопительный конденсатор соединены последовательно, причем катод коммутирующего диода подключен к выходном выводу положительной полярности стабилизатора, в блок управления введены второй источник опорного напряжения, второй чувствительньй элемент, включенные параллельно выходным выво дам отрицательной полярности стабили затора, второй суммирующий узел, входы которого соединены с соответст .вущими выходами второго источника опорного НсШряжения и второго чувствительного элемента, два релейных усилителя рассогласования соединены с выходами соответствукмдих суммируницих узлов, а выход - с входами RS-триггера, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения содержит последовательно соединенные входной дроссель 1, перезарядный конденсатор 2 и коммутирующий диод 3, подключенные к входным шинам стабилизатора, причем катод диода 3 подключён к общей шине, параллельно перезарядному конденсатору 2 и коммутирующему диоду 3 подключены регулирующий элемент 4 и вход первой формирующей- цепи 5, состоящий из накопительного дросселя 6, -коммутирующего диода 7 и накопительного конденсатора 8, причем катод.коммутирующего диода 7 подключен к выводу положительной полярности стабилизатора, к аноду диода 3 подключен вход второй формирующей цепи 9, состоящей из коммутирующего диода 10 и накопительного конденсатора 11, причем анод диода 10 является выходом отрицательной полярности стабилизатора, параллельно выходным выводам включены источники 12 и 13 опорного напряжения и чувствительные элементы 14 и 15, выходы которых соединены с соответствующими входами суммирующих узлов 16, 17и RS-триггер 18, входы которого через релейные усилители 19 и 20 соединены с выходами суммирующих узлов 16 и 17, а выход RS-триггера 18подключен к управляющему входу регулирующего элемента 4. Стабилизатор работает следующим образом. В первый момент после включения преобразователя, регулирующий элемент 4 закрыт нулевым сигналом с блока управления. При этом происходит накопление электрической энергии в перезарядном конденсаторе 2 по цепи: плюс внешнего источника входной дроссель 1 - коммутирующий диод 3 - минус внешнего источника, и в накопительном конденсаторе 8 по цепи: Nrnnyc внешнего источника - входной дроссель 1 накопительный дроссель 6 - коммутирующий диод 7 - накопительный конденсатор 8 - плюс внешнего источника. Когда уровень выходного напряжения, измеряемый чувствительным элементом 14 и сравниваемый с величиной напряжения источника 12 опорного сигнала, достигает уровня стабилизахщи, на выходе суммирующего узла 16 появляется сигнал рассогласования определенной полярности. Этот сигнал усиливается релейным усилителем 19 рассогласования, на выходе которого в исходном состоянии было некоторое постоянное напряжение, воспринимаемое триггером 18 как единица. После усиления, полученного с суммирующего узла 16 сигнала рассогласования, напряжение на выходе релейного усилителя 19 рассогласования резко падает до нуля. Этот спад воспринимается триггером 18 как переход входного сигнала из 1 до О и триггер 18 переходит в новое устойчивое состояние, при котором на его выходе появляется сигнал, который открывает транзисторный ключ 4. При этом электрическая энергия, накопленная ранее в конденсаторе 2 перераспределяется между конденса- тором 2 и конденсатором 11 по цепи: положительная обкладка конденсатора 2 - открытый транзисторный ключ 4 накопительный конденсатор 11 - коммутирующий диод 10 - отрицательная обкладка перераспределительного конденсатора 2. При этом конденсато 8 начинает разряжаться на нагрузку. Это фиксируется чувствительным элементом 14. Знак сигнала рассогласования на выходе суммирующего устрой ства 16 меняется, при этом релейный усилитель 19 рассогласования возвра щается в исходное состояние, на его выходе появляется постоянный положи тельный сигнал (1 на входе триггера 18). При этом срабатывание триггера 18 не происходит, но он подготавливается для срабатьшания от сиг нала по другому входу. Б это время на отрицательном выходе стабилизатора начинает расти отрицательное напряжение, его величина контролиру ется чувствительным элементом 15 и сравнивается с напряжением источн ка 13 опорного напряжения. При этом знаке сигнала рассогласования с выхода суммирующего узла 17, на выход релейного усилителя 20 имеется постоянное напряжение логической единицы. Но как только величины отрица тельного напряжения на конденсаторе 11 достигает уровня стабилизации, м няется знак сигнала рассогласования на выходе сравнивающего узла 17. Эт 6 сигнал воспринимается релейным усилителем 20 рассогласования. При этом напряжение на его выходе .резко падает (вследствие большого коэффициента усиления) триггер I8 воспринимает этот сигнал как переход входного сигнала из 1 в 0. Это переводит, триггер 18 в новое устойчивее состояние, при котором на его выходе появляется нулевой сигнал,, при этом транзисторный ключ 4 закрывается, далее цикл работы преобразователя повторяется. Поскольку величины конденсаторов 8 и 11 подобраны в соответствии с величинами нагрузок, в течение первого цикла напряжение на выходе конденсатора 8 не успевает значительно упасть ниже уровня стабилизации, за то время пока идет заряд конденсатора 11 до уровня стабилизации, ибо стабилизатор переключается с высокой частотой (несколько десятков килогерц). Величины выходных напряжений можно регулировать с помощью чувствительных узлов 16 и 17 . 1 Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе .реализован не обычный метод непрерывного регулирования выходных напряжений путем контроля отклонения этих напряжений от уровня стабилизации и непрерывного устранения причин их вызывающих путем непрерывного воздействия на их регулирующие элементы, а метод попеременного доведения регулируемых напряжений до уровня стабилизации. При этом, пока замкнута одна система стабилизации, другая следящая система, которая предназначена для стабилизации напряжения другой полярности, разомкнута и это напряжение изменяется без воздействия обратной связи. Однако время такого состояния мало и величина вькодного напряжения за это время не успевает отклонится на большую величину. Это позволяет одному регулирующему элементу обслужить поочередно две следящие системы, которые в свою очередь тоже работают по очереди. Кроме того, этот регулирующий элемент является еще и элементом стабили-; затора, преобразующего постоянное напряжение в двухполярное. Все это позволяет отказаться от обычного трансформатора для преобразователей постоянного напряжения.в двухлолярные а также сократить количество элементов по сравнению с обычными схемами подобного типа, содержащими об ный статический преобразователь и два отдельных стабилизатора,; Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения, содержащий регулирующий элемент, первую формирующую цепь, выход которой является выходным выводом положительной полярности вторую формирующую цепь, выход которой подключен к выходному выводу отрицательной полярности, причем первая формирующая цепь состоит из накопительного дросселя; коммутирующего диода и накопительного конденсатора, а вторая - из коммутирующего диода и накопительного конденсатора блок управления, содержащий источни опорного напряжения и чувствительный элемент, включенные параллельно выходному выводу положительной поля ности, выходы чувствительного элемента и источника опорного напряжения подключены к соответствующим входам суммирующего узла блока употличающийсяравления, тем, что, с целью обеспечения стабилизации выходных-разнополярных на пряжений, в него введены последовательно соединенные входной дроссель перезарядный конденсатор и коммутирукщий диод, причем один из выводов входного дросселя подключен к входному выводу, катод коммутирующего диода подключен к общей шине стабилизатора, а анод - к входу второй формирующей цепи, причем параллельно перезарядному конденсатору и коммутирующему диоду включены регулирующий элемент и вход первой формирующей цепи, в которой накопительный дроссель, коммутирующий диод и накопительный конденсатор соединены последовательно, причем катод коммутирующего диода подключен к выходному выводу положительной полярности, в блок управления введены второй источник опорного напряжения, второй чувствительный элемент, включенные параллельно выходным вывЬдам отрицательной полярности, и второй суммирующий узел, входы которого соединены с соответствующими выходами вто|рого источника опорного напряжения и второго чувствительного элемента, а также введены два релейных усилителя рассогласования и триггер типа RS, цричем входы релейных усилителей рассогласования соединены с выходами соответствующих суммирующих узлов, а выходы - с входами RS-триггера, выход которого соединен с управлякндим входом регулирующего элемента . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 437056, кл. G 05 F 1/56 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 603966, кл. G 05 F 1/5бЗ 1977.
