Способ стабилизации постоянногонапряжения c помощью импульсногомногозвенного стабилизатора

Сеюз Советских Соцналнстических Ресвублнк(51) М. Кл.з с присоединением заявки й 9 О 05 Р 1/56 Государственный комнтет СССР яо делам нзобретенкй н открытнй(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЦЬЮ ИМПУЛЬСНОГО МНОГОЗВЕННОГО СТАБИЛИЗАТОРАИзобретение относится к электротехнике, в частности к способам стабилизации постоянного напряжения с помощью импульсного многоэвенного стабилизатора, каждое звено которого соДержит последовательно включенныеуправляемый силовой ключ и дроссель в цепи накопления энергии от источника питания, и диод, ьключенный последовательно с дросселем в цепи отдачи энергии в нагрузку.Известен способ стабилизации постоянного напряжения с помощью импульсного многозвенного стабилизатора 1).Наиболее близким к предлагаемо му является способ стабилизации постоянного напряжения с помощью импульсного многоэвенного стабилизатора, заключающийся в том, что управляемые силовые ключи всех звеньев 2 стабилизатора включают последовательно друг за другом с задержкой на время, равное отношению периода работы многоэвенного стабилизатора на. количество звеньев, измеряют напряжение на выходе стабилизатора, дравнивают с опорным и полученное напря" .жение рассогласования усиливают, а при поступлении импульса синхоони" зации включают силовой ключ звена (2.ЗО Недостатком такого способа является неравномерная токовая загрузка звеньев стабилизатора в режиме непрерывного тока в дросселях звеньевиз-за неидентнчности силовых элементов стабилизатора.Цель изобретения - выравниваниекоэффициентов передачи по мощностикаждого звена стабилизатора,Указанная цель достигается тем,что.одновременно с включением ключазвена измеряют заряд, перенесенныйтоком через этот ключ, с одновременным преобразованием величины зарядав соответствующий уровень напряжения,сравнивают напряжение, соответствующее текущей величине заряда с усиленным напряжением рассогласованияи при достижении их равенства силовой ключ звена выключают.На чертеже приведена структурнаясхема двухзвенного стабилизатора,реализующего предлагаемый способ.Устройство содержит задающий генератор 1, распределитель 2 импульсов, шину 3 источника питания, земляную шину 4 источника питания, нагрузку 5, датчик 6 тока первого звена, устройство 7 для измерения величины заряда в первом звене и преобраэования ее в соответствующий уровень напряжения, силовой ключ 8 первого звена, устройство 9 сравнения, диод 10 опервого звена, дроссель 11 перого звена, датчик 12 тока второго звена, устройство 13 для измерения величины заряда во втором звене и ,преобразования ее в соответствующий уровень напряжения; устройство 14 сравнения силовой ключ 15 второго звена, диод 16 второго звена, дроссель 17 нторого звена, источник 18 опорного напряжения и усилитель 19 рассогласованияГенератор 1 импульсов своим выходом связан со входом распределителя 2 импульсов. Распределитель импульсов имеет два ныхода, один из которых связан с устройством 7 для измерения величин зарядов и устройством 9 сраннения, а другой - с устройством 13 дляизмерения зарядов и 2 О устройством 14 сравнения, Дроссель 11 первого звена одним выводом соединен с нагрузкой 5, а другим через последовательно соединенные силовой ключ 8 и датчик б тока - с шиной 3 источника питания. Диод 10 подключен анодом к земляной, шине 4, а катодом - ко второму выводу дросселя 11. Элементы второго звена - дроссель 17, ключ 15, датчик 12 тока и диод 16 - соединены аналогично однотипным элементам перного знена стабилизатора. датчики б и 12 тока сняэаны с устройствами 7 и 13 для измерения зарядов соответственно, последние, в свою очередь, соединеНы с устройствами 9 и 14 сравнения соответствующих звеньев. Второй вывод нагрузки 5 подключен к земляной.шине 4, а первый выход нагрузки 5 связан с одним входом усилителя 19 4 О рассогласования. Другой вход усилителя 19 рассогласования связан с источником 18,опорного напряжения, а выход усилителя,19 связан со входами устройств 14 и 9 сравнения, 45 причем выходы последних связаны с управляющими входами силовых ключей 8 и 15 соответственно. Способ осуществляется следующим образом.Генератор 1 импульсов синхронизирует работу;распределителя 2 импульсов, который воздействуя на сравнивающие устройств 9 и 14, опре ляет моменты включения ключей 8 и 15 Одновременно импульсы управления с выхода генератора импульсов перед включением ключей 8 и 15 переводят устройства 7 и 13 для иэмеренйя зарядов в исходное состояние (обнуля- бО ют устройства измерения)При поступлении запускающего импульса управления на вход сравнивающего устройства 9 силовой ключ 8 включается, и по цепи шина 3 источ ника питания-датчик б тока; ключ 8 дроссель 11-нагрузка 5-земляная шина 4 происходит передача энергии внагрузку 5 с одновременным накоплением энергии в дросселе 11. На выходе устройства 7 для измерения заряда, использующего информацию с датчика б тока, по мере увеличения величины заряда, перенесенного током черезключ 8, растет выходное напряжение,воздействующее на один вход сравнивающего устройства 9. Как только неличина этого напряжения превышаетвеличину напряжения,на выходе усилителя 19 рассогласования, сравнивающее устройство 9 срабатывает и силовой ключ 8 выключается. Переносзаряда в цепи накопления энергии прекращается и происходит отдача энергии,накопленной н дросселе 11, в нагрузку 5 по цепи земляная шина 4 источника питания- диод 10-дроссель 11 нагрузка 5,Работа элементов второго звенапроисходит аналогично описанной выше. С уменьшением напряжения на нагрузке 5 увеличивается уровень напряженияна выходе усилителя 19 рассогласования и устройства 9 и 14 сравнениясрабатывают при большей величине заряда, перенесенной через ключи 8 и15, Тем самым компенсируется изменение напряжения на нагрузке 5. Аналогичным образом происходит компенсация напряжения на выходе стабилизатора при его повышении по каким-либо причинам,Таким образом, в предлагаемомспособе достигается выравнивание коэффициентов передачи по мощности внагрузку каждым звеном благодаря тому, что величины зарядов и соответствующие им напряжения на выходахустройств измерения заряда каждогознена сравниваются с одним и тем женапряжением на выходе усилителя рассогласования. Поэтому заряды, перенесенные через ключи звеньев за одинпериод, равны, а следовательно равны и коэффициенты передачи по мощности каждым звеном, Вследствие этогоснижаются пульсации тока и напряжения на выходе стабилизатора, что позволяет снизить габариты сглаживающихфильтров,Формула изобретенияСпособ стабилизации постоянного напряжения с помощью импульсного многоэвенного стабилизатора, заключающийся в том, что управляемые силовые ключи всех звеньев стабилизатора включают последовательно друг за другом с задержкой на время, равное отношению периода работы многозвенного стабилизатора на количество звеньев, измеряют напряжение на выходе стабилизатора, сравнивают с опорным и полу817681 оставитель В. Круглсваехред Е.Гаврилешко Корректор С,Ше едактор И. Михее дписное аз 1465/6 аж 940енного кретенийушская н Т рстета СССРткрытийд. 4/5 ВНИИПИ Госуда тпо делам изо 113035, Москва, Ж, Р филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ченное напряжение рассогласования усиливают, а при поступленииимпульса синхронизации включают силовой ключ звена, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью выравнивания коэффициентов передачи по мощности каждого звена, одновременно с включением ключа5 звена измеряют заряд, перенесенный током через этот ключс одновременным преобразованием величины заряда в соответствующий уровень напря жения, сравнивают напряжение, соответствующее текущей величине заряда, с усиленным напряжением рассогласования и при достижении их равенства силовой ключ звена выключают.15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Юрченко А.И. Многофазный импульсный стабилизатор напряжения на высоковольтных транзисторах.- Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М.,Энергия, 1977, вып.9, с.56-60.Щ 2. Головацкий В.А.,: Юрченко А.И, Многофазный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, Электронная техника в автоматике, Под ред, Ю.И, Конева, М.,Энергия, 1977, вып,7, с.50- 57