Многозвенный импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для стабилизации и регулирования постоянного напряжения в радиоэлектронных уст: ройствах.

Известны импульсные стабилизаторы на- 5 пряжения, содержащие коммутирующий ключ, включенный последовательно и питающую щину между дросселями входного 1С-фильтра и выходного ЬСД-фильтра 1

и 2.,0

Недостатком данных стабилизаторов является их большие габариты из-за наличия входного фильтра для защиты от помех.

Наиболее близким к изобретению техническим рещеыием является .многозвенный импульсный Стабилизатор напряжения, со- 15 держащий последовательно соединенные управляемые ключи и дроссели, одни из выводов которых связаны с диодами, а другие - с нагрузкой, параллельно которой подключен конденсатор 3.20

Недостатком данного стабилизатора является больщой уровень высокочастотных помех во входной цепи стабилизатора из-за скачков тока при коммутации ключей.

Цель изобретения - уменьшение уровня высокочастотных помех во входной цепи стабилизатора.

Цель достигается тем, что в многозвенный импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержа1ций последовате 1ык1 соединенные управляемые ключи и дроссели, одни из выводов которых связаны с дподами, а другие - с одним из выходных выводов и конденсатор подключенный параллельно выходным выводам, другие выводы указанных диодов объединены и подключены к общей 1пине через дополнительный ключ, и введены дополнительные диоды и подключены между первыми отводами об.моток дросселей i: общей шиной.

Кроме того, ключи могут быть подключены ко вторым отводам обмоток дросселей или к концам обмоток дросселей, связанных с диода.ми.

На фиг. I и фиг. 2 представлены схемы возможных вариантов стабилизатора на фиг. 3 - диаграммы работы устройства.

Стабилизатор содержит источник питания 1, ключи 2 и 3, соединенные с дросселями 4 и 5, одни из выводов которых связань) с диодами 6 и 7. Другие выводы диодов 6 и 7 объединены и подключены через дополнительный ключ 8 к общей шине. Дополнительные диоды 9 и 10 подключены между отводами обмоток дросселей 4 и 5 и общей шиной. В выходной цени стабилизатора включены параллельно соединенные конденсатор 1 и нагрузка 12. Система управления стабилизатором содержит триггер со счетным входом 13, задающий генератор 14, широтно-импульсный модулятор 15, усилитель цени обратной связи 16, сравниваюшее устройство 17, источник опорного напряжения 18. Устройство работает следующим образом. Импульсы с задающего генератора 14 поступают на триггер 13, управляющие напряжения с выходов которого (Uyj , Uyz на фиг. 3) обеспечивают работу ключей 2 и 3, в противофазе со скважностью , равной 2, и попеременное подключение источника питания 1 к дросселям 4 и 5. Импульсы с задающего генератора 14 поступают также на широтно-импульсный модулятор 15, управляющее напряжение с вы.хода которого (Ьу2 на фиг. 3) обеспечивает отпирание дополнительного ключа 8 одновременно с переключением ключей 2, 3. Например, прн отпирании ключа 2, ключ 3 за(1ирается (момент времени t О на фиг. 3), ток дросселя 5 (1др2 на фиг. 3) замыкается через открывающ.ийся дополнительный ключ 8 по цепи: правый вывод обмотки дросселя 5, конденсатор 11 и нагрузка 12, ключ 8, диод 7, левый вывод обмотки дросселя 5. Одновременно ток источника питания 1 течет через дроссель 4 (i|ip, на фиг. 3) по цени: «плюс источника питания 1, ключ 2, дроссель 4, конденсатор 11 и нагрузка 12; «минус источника питания 1, Время открытого состояния дополнительного ключа 8 (промежуток времени О - t; на фиг. 3) задано широтноимпульсным модулятором 15 и зависит от сигнала в цепи обратной связи, содержап.ей усилитель 16, сравнивающее устройство 17 и источник опорного напряжения 18. При выключении дополнительного ключа 8 (.момент времени t; на фиг. 3) ток дросселя 5 замыкается по цепи: правый вывод обмотки дросселя 5, конденсатор 11 и нагрузка 12, диод 9, отвод обмотки дросселя. В следующий полунериод процессы, происходившие в одно.м из звеньев стабилизатора, повторяются в другом звене. При изменении напряжения источника питания 1 или величины i-iaгрузки 12, с помощью цепи обратной связи и широтно-импульсного модулятора 15 изменяется время открытого состояния дополнительного ключа 8 таким образом, что выходное напряжение стабилизатора поддерживается почти постоянным. Изменяя величину напряжения опорного источника 18, можно осуществить регулировку выходного напряжения стабилизатора. Если не требуется большая кратность регулирования выходного напряжения, или необходимо стабилизировать напряжение, изменяющееся в небольших нределах, то целесообразно использовать стабилизатор, изображенный на фиг. 2 . В этом случае упрощаются конструкции дросселей сглаживающих фильтров. При числе звеньев стабилизатора более двух вместо триггера 13 необходи.мо использовать кольцевой счетчик. По сравнению с известным стабилизатором, в данном стабилизаторе значительно меньще пульсации входного тока при одинаковом числе звеньев. Уменьщение пульсаций входного тока позволяет уменьшить уровень высокочастотных помех на входе стабилизатора. Уменьщается амплитуда импульсов тока протекающего через ключи и, следовательно, их установленная мощность. Это особенно касается транзисторных ключей, чувствительных к перегрузкам 1Ю току. Уменьщение пульсаций тока, потребляемого от источника питания, означает уменьшение потерь моц.,ности на внутреннем сопротивлении источника. Кроме того, в данном устройстве проще система управления стабилизатором, так как необходим лишь один ншротно-импульсный модулятор и простой (немногофазный) задающий генератор. Формула изобретения 1.Многозвенный и.мпульсный стабилизатор постояпного напряжения, содержащий последовательно сое.аиненные управляемые ключи и дроссели, одни из выводов которых связаны с диодами, а другие - с одним из выходных выводов, и конденсатор, подключенный параллельно выходным выводам, отличающийся те.м, что, с целью уменьщения уровня высокочастотных помех во входной цепи, другие выводы указанных диодов объединены и подключены к общей шине через дополнительный ключ, и введены дополнительные диоды, подключенные .между первыми отводами обмоток дросселей и общей шиной. 2.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что ключи подключены ко вторым отводам обмоток дросселей. 3.Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что ключи подключены к концам обмоток дросселей, связанным с диодами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 559231, кл. G 05 F 1/56, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 641417, кл. G 05 F 1/46, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР № 327462, кл. G 05 F 1/56, 1972.

/OrNrNTV V.

иг.2

Igpl