Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

"/ РЕТЕНИ А ЬСТВУ Коротее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВ 21) 2891582/24-07(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56)1. Прянишников В. А. и др. Унифицированные источники с бестрансформаторным входом и микроэлектронные узлы схем управления. Сб."Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА". И., МДНТП им. ф. Э. Дзержинского, 1979, с, 149, 150, рис. 1,2.2, Цишевский В. А. Исследования и разработка вторичных источников питания для бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Дис. на соиск. учен. степени канд, техн. наук.ММЭИ,1979 с. 128, рис. 4,8.(54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой регулятор, включенный через датчик тока между входЯЦ, 1007094 ными и выходными выводами преобразователя, модулятор длительности., импульсов, выходом соединенный с управляющим входом ключевого регулятора, а входом - с выходом цепи обратной связи, состоящей из датчи" ка напряжения, входом подключенного к выходным выводам преобразователя, источника опорного напряжения и коммутатора, соединенного первым входом с выходом датчика тока, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це.лью расширения функциональных возможностей стабилизированного преоб. разователя напряжения путем стабиле. лизации формы его внешней характерис тики во всем диапазоне изменений тем пературы окружающей среды, в его цепь обратной связи введен сумматор, соединенный своими входами с выходами указанных источника опорного напряжения, датчика выходного напряжения и коммутатора, а выходом - с указанным выходом цепи обратной связи, причем введенный второй вход указанного коммутатора соединен с выходом указанного датчика напряжения.г100709 Й Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано при создании надежных вторичных ис" точников питания, в частности при параллельном включении вторичных.ис- З точников питания на общую нагрузку,Известен стабилизированнйй преобразователь напряжения, содержащий ключевЬй регулятор, управляющим входом соединенный с выходом модулятод 6 ра длительности импульсов, источник опорного напряжения, датчик выходного напряжения, датчик выходного тока, коммутатор режима работы1 3.Недостатком этого стабилизирован ного преобразователя являются ограни" ченные функциональные возможности, поскольку его схема не позволяет сформировать требуемую внешнюю характеристику преобразователя, в частности, характеристику, соответствующую режиму стабилизации мощности.Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения , содержащий ключевой регулятор, включенный через датчик тока между входными и выходными выводами стабилизированного преобразователя напряжения, модулятор длительности 36 импульсов, выходом соединенный с управлжщим входом ключевого регулятора, а входом - с выходом цепи обратной связи, состоящей из датчика напряжения, входом подключенного к выходным выводам стабилизированного преобразователя напряжения, источника опорного напряжения и коммутатора, соединенного первым входом с выходом датчика тока. 46Причем источник опорного напряже" ния выполнен параметрическим параллельно его стабилитрону включено управляемое сопротивление, выполненное в виде транзисторной ключевой схемы с общим эмиттером и запирающим смещением, соединенное входом управ". ления через коммутатор (стабилитрон) с выходом датчика тока, усилитель сигнала рассогласования, инвертиру ющий вход которого связан с выходом датчика напряжения, а неинвертирующий - с выходом источника опорного напряжения, причем вход модулятора длительности импульсов соединен с выходом усилителя рассогласования. Данное устройство реализует два режи- ма работы -стабилизации выходного напряжения и, по достижении выходно. 2го тока определенной величины, ста- билизации выходной мощности 2 .Недостатком известного стабилизированного преобразователя напряжения являются ограниченные функциональные возможности , связанные с зависимостью величины стабилизируемой мощности от температурного режима.К числу недостатков данного источника питания следует отнести зависимость величины стабилизируемой мощности от температурного режима работы вследствие того, что в этом режиме работы устройства токи, стабилитрона и управляемого сопротивления (транзисторного ключа) не инвариантны к изменению температуры. Данный недостаток приводит к необходимости использования первичного источника в режимах, отличных от предельно возмож ных (в определенных интервалах температуры), что ухудшает его возможности, а в ряде случаев может увеличить и его массуЦель изобретения - расширение функциональных возможностей стабилизированного источника путем стабилизации формы его внешней характеристики во всем диапазоне изменений температуры окружающей среды. Эта цель достигается тем, чтостабилизированный преобразовательпостоянного напряжения, содержащий ключевой регулятор, включенныйчерез датчик тока между входными ивыходными выводами стабилизированного преобразователя напряжения, модулятор длительности импульсов, выходом соединенный с управляющим входом ключевого регулятора, а входомс выходом цепи обратной связи, состоящей из датчика напряжения,входом подключенного к выходным выводам стабилизированного преобразователя напряжения источника опорного напряжения и коммутатора, соединенного первым входом с выходом датчика тока, снабжен введенным в цепьобратной связи сумматором, соединенным входами с выходами указанных источника опорного напряжения,датчика выходного напряжения и коммутатора, а выходом -с указаннымвыходом цепи обратной связи, причемвведенный второй вход указанногокоммутатора соединен с выходом ука-.занного датчика напряжения.На чертеже представлена блок-схе. ма стабилизированного преобразователя напряжения.К нагрузке 1 подключен выходной вывод 2 стабилизированного преобразователя. Между его входным 3 и вы.- ходным 2 выводами. включен ключевой регулятор 1 последовательно с. датчиком 5 тока.К управляющему входу ключевого 39 регулятора ч подключен выход модулятора 6 длительности импульсов, вход которого соединен с выходом цепи 7 обратной связи, состоящей из датчи,ка 8 выходного напряжейия, подключен з ного к выходному выводу 2, коммутатора 9 источника 10 опорного напряженияи сумматора 11. Входы сумматора 11 соединены с выходами. источника 10 опорного напряжения, датчика 8 выход- щ ного напряжения и коммутатора 9, первый вход которого соединен с выходом датчика 5. тока, а второй - с выходом датчика 8 выходного напряжения. 23Для реализации стабилизированногоо преобразователя напряжения можно использовать различные известные схемные решения, в частности, резистивный датчик 5 тока, в качестве датчи-ка 8 напряжения - делитель напряжения, в качестве коммутатора 9 - балансный усилитель на транзисторах, ;входы которого связаны с выходами датчиков тока и напряжения, причем в цепи нагрузки транзистора, свя 35 эанного:входом с датчиком тока,установлено реле, коммутирующее своими контактами выход датчика тока с входом сумматора в качестве источ 140 ника 10 опорного напряжения - стабилизатор напряжения параметрического типа, в качестве сумматора 11 - суммирующий усилитель на операционном усилителе, в качестве модулятора длительности импульсов - широтно-им 45 пульсный модулятор.При малой величине мощности нагрузки 1,напряжение с выхода датчика 8 напряжения поступает в сумматор где суммируется с опорным напряжением источника 10 опорного напряжения. Суммарное напряжение поступает с сумматора 11 на вход модулятора 6 длительности импульсов, который формирует импульсы управления ключевым И регулятором 4 таким образом, что на нагрузке 1 стабилизируется напряжение. В этом режиме работы стабилизи. рованногс преобразователя напряже- ние, снимаемое с датчика 5 тока, меньше напряжения, снимаемого с датчика 3 напряжения, в результате чего коммутатор 9 отключает выход датчика 5 тока от входа сумматора 11. С рос,том величины тока нагрузки 1 возрастает напряжение на выходе датчика 5 тока. При определенной величине мощности нагрузки 1 напряжение, снимае" мое с выхода датчика 5 тока, превышает напряжение, снимаемое с выхода. датчика 8 напряжения, и коммутатор.9 подключает к входу сумматора 11 выход датчика 5 тока, В этом равиме работы на нагрузке 1 стабилизируется мощностьВведение в источник питания сумматора и перечисленных связей между элементами его структуры обеспечивает реализацию двух режимов работы:. стабилизации выходного напряжения и стабилизации выходной мощности (по достижении выходного тока определенной величины), Однако, по сравнению с известным, уровень стабилиэируемой выходной мощности не зависит от изменения температуры, Достигается это тем, что связь, заведенная с выхода датчика 8 напряжения на второй вход коммутатора 9, обеспечивает подачу на вход сумматора 1.1 напряжения, пропорционального току,нагрузки (при превышении этого тока определенной величины).При этом выходное напряжение сумматора 11 определяется тремя составляющими, пропорциональными току нагрузки, выходному напряжению и уровню опорного напря жения (так как сумматор связан с входами соответственно с выходами коммутатора 9, датчика 8 напряжения и ис". точника опорного напряжения). В отличие от известного в предложенном. устройстве источник 10 опорного напе ряжения используется в узком диапазо" не выходных напряжений, а также в схеме отсутствует управляемое сопротивление (транзисторный ключ) , т.е. исключены основные элементы, влияющие на уровень стабилизируемой мощности при изменении температуры, что и позволяет добиться ее инвариант- ности по отношению к температурному воздействию. Совокупность указанных свойств стабилизированного преобразователя напряжения позволяет применять пределЬно допустимые режимы эксплуатации в широком диапазонее Заказ 3139 Л 2 Тираж 872 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4, 1007094 4температур, что улучшает его исполь- чением коэффициента использования зование, а также использование пер- его по мощности. вичного источника по сравнению с про- В частности, при использовании тотипом, где от первичного источника предложенного стабилизированного (по вышеуказанной причине) невозмо-, з преобразователя напряжения в систежен отбор максимально возможной мах питания с непосредственным паралмощности в широком диапазоне тем- лельным соединением нескольких одинаператур. ковых стабилизированных преобразователей, удается обеспечить удовлетТехнико-экономический эФфект при 1 в всрительное распределение токов менения изобретения зависит от конк- между отдельными преобразователями в ретных технических требований, предь- широком диапазоне температур без являемых к стабилизированному пре- введения дополнительных связей, что образователю напряжения, и будет позволяет снизить стоимость таких увеличиваться в соответствии с увели-з систем,