Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/58 

Импульсный ста билизатор постояН-. ного напряжения отлосится м- источникам вторичного электропитания и может быть использован в ниточниках электропитания радиоэлектронной аи- . парату и в системах автоматики.

Известно устройство, представляюtetee собой импульсный стабилизатор компенсащ онйогс тип:а и состоящее из импульсного регулятора, LCD-фильтра, блока управления выход которого подключен к входог импульсного регупятора, и времязадакяцей КС-цепи, с по(«эщыо которой создаются автоколебания 1.

Однако данное устройство характеризуется тем, что частота автоколебаний изменяется при изменении входного напряжения и тока нагрузки. Это увеличивает массу и габариты устройства, а -.также увеличивается полоса частот излучаемых помех.

При работе такого стабилизатора в широком диапазоне изменения входного напряжения и тока нагрузки возникают трудности с получением высокой стабильности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного

напряжения, содержащий, последовательно включенные импульсный регулятс|р и LCD-фйльтр, датчик тока, включенный между выводом даосселя LCO-филБтра и вчходным выводом, усилитель, вход . которого подключен к датчику тока, а выход соединен с управляющим входом импульсного регулятора и выходом блока управления, входная

10 цепь которого связана с упомянутым .выходным выводом через резонансный LC-фильтр С23.,

Недостатком известного стабилизатора является низкая надежность,

15 которая обусловлена низкой устЬйчивостью автоколебаний при работе стабилизатора в широком диапазоне изменения токов нагрузки. Кроме того, такой стабилизатор может работать

20 только при определенной, не менее заданной, .величине напряжения пульсаций на выходе, что ограничивает его область применения. .

Цель изобретения - повышение на25дежности за счет обеспечения устойчивости автоколебаний при изменении тока нагрузки от нуля до номинального значения.

Цель достигается тем, что в уст30ройстве вход LC-фильтра соединен с выходным выводом стабилизатора чере дополнительно введенный резистор, а с выводом дросселя LCD-фильтра, под ключенным к датчику тока, - через дополнительно введенный конденсатор На чертеже приведена схема предлатаемого устройства. Предлагаемое устройство содержит импульсный регулятор 1, LCD-фильтр резонансный LC-фильтр 3, блок управ ления 4, датчик тока 5 с усилителем б, резистор 7 и конденсатор 8. Выход блока управления -4 включен к входу импульсного регулятора 1, Датчик тока 5 включен в разрыв межд выводами дросселя и конденсатора LСО-фильтра 2, а выход усилителя б датчика тока 5 подключен к входу импульсного регулятора 1, образуя защиту стабилизатора по току нагруз ки . Конденсатор 8 подключен одним выводом к общей точк соединения вы вода дросселя и выходом датчика тока 5 , а другим выводом - к общей то ке соединения дросселя резонансного LC-фильтра, 3 с выводом резистора 7. Устройство работает следующим образом. в исходном состоянии при включен ных входном напряжении и нагрузке с выхода импульсного регулятора 1 на вход LCD-фильтра 2 поступает последовательность прямоугольных импульс определенной длительности. С выхода LCD-фильтра 2 отфильтрованное напряжение в виде постоянной и переменной составляющих поступает на выход ста билизатора и через резистор 7 на вход резонансного LC-фильтра 3, а с выхода последнего - на в&од блока управления 4. Одновременно переменная составляющая напряжения, снимается с датчика тока 5 и пропорциональная переменной составляющей тока дросселя LCD-фильтра 2, через конденсатор 8 и конденсатор LCD-фил ра 2 поступает на вход резонансного LC-фильтра 3. Амплитуду переменной составляющей выходного напряжения, поступающего на вход резонансного LC-фильтра, снижают до требуемого значения посред&твом увеличения емкости LCD-фильтра 2, установкой двойного LCD-фильтра 2 и резистором 7. Амплитуду переменной составляющей напряжения, снимаемую с датчика тока, увеличивают за счет увеличения сопротивления датчика тока до такого уровня, чтобы это напряжения было на поярдок выше напряжения, поступающего на вход резонансного LC-фильтра с выхбда стабили затора. Фэза напряжения, снимаемого с датчика тока 5, на 90 отстает от фазы выходного напряжения стабилизатора. Поскольку переменная составляю щая напряжения, снимаемая с датчика ,,тока, значительно выше переменной составляющей, снимаемой с выхода стабилизатора, то на вход блока управления 4 через резонансный LC-фильтр 3 действует только сумма двух напряжений: постоянной составляющей с выхода стабилизатора и переменной синусоидальной составляющей, пропорциональной переменной составлякяцей току дросселя LCD-фильтра 2. При этом фазовый сдвиг этой переменной составляющей меньше, чем фазовый сдвиг переменной составляняцей выходного напряжения стабилизатора, В блоке управления 4 напряжение с выхода резонансного LC-фильтра 3 сравнивается с опорным напряжением, преобразуется з последовательность прямоугольных импульсов, модулированных по длительности, и с выхода поступает на вход импульсного регулятора 1, образуя замкнутую импульсную систему автоматического регулирования (стабилизации) выходного напряжения стабализатора, работгиощего в автоколебательном режиме. Так как резонансный LC-фильтр 3 пропускает только основную гармонику переменной составляющей, снимаемой с датчика тока, то работа происходит на постоянной резонансной частоте этого фильтра. Если напряжение на датчике тока недостаточно для открывания транзистора усилителя 6, то сигнал на его выходе отсутствует. При изменении входного напряжения или тока нагрузки в широких пределах начинает изменяться амплитуда прямоугольных импульсов на входе LCD-фильтра, соответственно начинает изменяться сигнал ошибки таким образом, что площадь прямоугольных импульсов на входе LCD-фильтра сохраняется, а следовательно, и среднее значение выходного напряжения поддерживается постоянным с известной для .импульсного регулирования ошибкой. При этом частота автоколебаний сохраняется постоянной, а колебания на других частотах отсутствуют, так как в предлагаемом стабилизаторе как в импульсной системе автоматического регулирования (стабилизации), работающей в автоколебательном режиме, обеспечивается баланс амплитуд и фаз. При этом пульсацию выходного напряжения можно практически свести к нулю, так как она уже не влияет на работу стабилизатора. При коротком замыкании цепи нагрузки напряжение на датчике тока 5 увеичивается, транзистор усилителя б атчика тока открывается и сигнал с его выхода запирает импульсный регулятор 1, ограничивая ток короткого замыкания, и затем защита работает в режиме стабилизации тока в автоколебательном режиме.