Устройство для стабилизации выходного напряжения импульсного преобразователя

(1 52550 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союд Соеетскик Социалистических Республик(61) Дополнит (22) Заявлено ьное к авт, свид-ву 365784 51) Ч. Кл.- Н 02 Р 1316116 05 Е 1/641-1 05 В 41/30 28.01.75 (21) 2103896/24 с присоединением заявкиГосударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(088.8) ата опубликования описания 02.07,76 72) Автор изобретения А. Г. Бомко 1) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОГОНАПРЯЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к вторичным источникам электропитания и может быть использовано, например, в устройствах для питания импульсных тазоразрядных ламл.По основному авт. св.365784 известно устройство для стабилизации выходного напряжения импульсного преобразователя, содержащее электронный ключ, управляемый схемой сравнения, коммутирующий диод и зарядный ЬС-:контур. Цепь обратной связи содержит два квадратичных усилителя и сумматор, причем вход одного усилителя подключен к выходу преобразователя, а вход другого усилителя - к шунту. Выходы обоих усилителей через сумматор подключены к схеме сравнения, управляющей электронным ключом.В известном устройстве стабильность напряжения,на выходе ограничена реальной добротностью зарядного ЬС-контура. Обусловливается это тем, что в зависимости от величины питающего напряжения изменяется время зарядки 1.С-контура и, следовательно, в момент размыкания зарядного ключа изменяется соотношение между энергией магнитного поля дросселя и энергией накопительного конденсатора, В процессе перекачки магнитной энергии дросселя в накопительный конденсатор возникают потери, которые определяются добротностью дросселя и запасенной в нем энергией, Изменение уровня запасаемой магнитной энергии вызывает изменение уровня ее потерь и, таким образом, ограничивается уровень стабильности напряжения на кон денсаторе.Целью изобретения является повышениестабильности выходного напряжения при изменении напряжения первичного источника питания.Поставленная цель достигается тем, чтомежду выходом квадратичного усилителя, подключенного к шунту, и дополнительным входом сумматора включено множительное устройствомежду другим входом которого и 5 выходом схемы сравнения включен преобразователь временного интервала в напряжение. На фиг, 1 изображена схема предлагаемогоустройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений 20 основных точек схемы.Зарядный (регулирующий) ключ 1 присоединен последовательно к зарядному 1.С-контуру, содержащему дроссель 2 и конденсатор 3. Параллельно 1.С-контуру включен коммути рующий диод 4. В разрыве 1.Счконтура включен электрический шунт 5. Выходы устройства и электрического шунта соединены с соответствующими входами квадратичных усилителей 6 и 7, выходы которых подключены к вхо дам сумматора 8. Выход сумматора соединен10 УЯ1 п -6 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 3с входом схемы сравнения 9, выход которой связан с электронным ключом 1.Между выходом квадратичного усилителя тока и дополнительным входом сумматора 8 включено множительное устройство 10, а между входом множительного устройства и выходом схемы сравнения включен преобразователь 11 временного интервала в напряжение. Работает устройство следующим образом.При замыкании ключа 1 происходит колебательная зарядка 1.С-контура до энергии заданного уровня. В момент размыкания зарядного ключа сигналом схемы сравнения 9 ток 1.С-контура замыкается на диомед 4. При этом магнитная энергия дросселя 2 перекачивается в накопительный конденсатор 3, Передача магнитной энергии дросселя в накопительный конденсатор осуществляется с некоторыми потерями, которые в основном определяются добротностью дросселя.Стабилизация напряжения на накопительном конденсаторе осуществляется подачей сигналов отрицательной обратной связи по напряжению на конденсаторе и по току в дросселе на входы соответствующих квадратичных усилителей б, 7 напряжения и тока. Выходные напряжения этих усилителейпропорциональные электрической энергии конденсатора и магнитной энергии дросселя, поступают на соответствующие входы сумматора 8. Выходное напряжение сумматора, пропорциональное электромагнитной энергии 1.С-контура, подается на один из входов схемы сравнения 9, На другой вход схемы сравнения поступает заданное напряжение уставши, которое регулирует напряжение на накопительном конденсаторе. Выходной сигнал схемы сравнения регулирует время зарядки 1.С-контура,Цепь дополнительной обратной связи работает следующим образом.Энергия, которая рассеивается в дросселе в виде тепла, при разомкнутом зарядном ключе зависит от величины тока дросселя в момент размыкания ключа, эквивалентного сопротивления потерь дросселя и времени его разрядки, т. е, выражается уравнением2О 1 п ривзЪгде 1, - ток дросселя в момент размыкания,ключа;Р - эквивалентное сопротивление потерьв дросселе;тр - время разрядки дросселя. В данной формуле предполатается, что разряд дросселя линейный (разрядный ток имеет форму прямоугольного треугольника), а время разрядки дросселя определяется через время его зарядки. На практике нелинейностью разрядного тока можно пренебречь, так как общие потери энергии в дросселе составляют единицы процентов, а поэтому погрешность аппроксимации будет на порядок меньше. 4Бремя разрядки дросселя в зависимости отвремени его зарядки без учета потерь равно где Т, - период собственных колебаний 1.Сконтура. Таким образом, сигнал компенсации потерь в дросселе при его разрядке выражается чравнением Сигнал, пропорциональный квадрату тока дросселя, снимается с выхода квадратичного усилителя тока и поступает на первый вход множительного устройства 10. Сигнал, прот,порциональный величине - ( --11 снима 99 ется с выхода преобразователя 11 временного интервала и поступает на второй вход множительного устройства, Управление работой преобразователя осуществляется выходным сигналом схемы сравнения. Сигнал, пропорциональный энергии потерь в дросселе, поступает с выхода множительного устройства в виде отрицательного напряжения на дополнительный вход сумматора. Схема дополнительной отрицательной обратной связи учитывает потери энергии в дросселе при его разрядке до момента размыкания электронного ключа. Для большей ясности на эпюре 12 (фиг. 2) показаны импульсы управления зарядным ключом. На эпюре 13 показано напряжение на накопительном:конденсаторе для двух значений напряжения (Е и Е 9) первичного источника питания Е, На эпюре 14 показан ток 1.С-контура для двух значений напряжения источника,питания. На эпюре 15 показан выходной сигнал преобразователя 11.Наиболее предпочтительно использование изобретения в тех случаях, когда напряжение первичного источника питания изменяется в значительных пределах, а нестабильность напряжения на накопительном конденсаторе не должна превьппать 1 о ,Формула изобретения Устройство для стабилизации выходного напряжения импульсного преобразователя по авт, св.365784, о тл ич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, между выходом квадратич. ного усилителя, подключенного к шунту, и дополнительным входом сумматора включено множительное звено, между другим входом которого и выходом схемы сравнения включен преобразователь временного интервала в напряжение,б 12550 Рьк Составитель В. ШироковВ. Левитов Текред Е. Подурушина корректор Е. Рожков ак Заказ 1418/8ЦНИИПИ Подписно я, пр. Сапчнова шогр Изд.1339Государственного копо делам изобрет3035, Москва, Ж,Тираж 882 тета Совета Министров С ний и открытий аушская наб., д. 4/5