Регулятор напряжения

(5) С 05 Р 1/5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А 8 ОМУ С 8 ИДЕТ Т фиксированного потенвход переключающего ннои ши а вто Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГИЙ(54)(57) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выходной каскад, состоящийиз источника напряжения, к первомувыводу которого подсоединен первыйвывод индуктивного накопителя и первый выходной вывод, а к второму выводу источника напряжения подсоединен первый вывод управляемого ключа,а вторые выводы управляемого ключа ииндуктивного накопителя соединены и,ЯО 1156033 через неуправляемыи ключ подсоедин к второму выходному выводу, и клемм для подключения узла синхронизации о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения линейности ампли нои характеристики и улучшения нагрузочной характеристики, введены последовательно соединенные коммутатор,интегрирующая цепь и переключающийузел, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключавыходного каскада, причем точкасоединения управляемого ключа и индуктивного накопителя выходного каскада соединена с управляющим входомкоммутатора, первый сигнальный входкоторого соединен с выходным выводомвторой сигнальный вход соединен с зла подсоединен к клемме для подлючения узла синхронизации.Изобретение относится к электро.технике и может быть использованово вторичных источниках питанияэлектрорадиоаппаратуры.Известен ключевой регулятор напряжения, использующий широтно-импульсную модуляцию, содержащий компаратор, на один из входов которого поступает входной (регулирующий) сигнал, а наО другои - опорный (пилообразное напря. жение), и выходной каскад последовательного типа, содержащий последовательно соединенные управляемый ключ (транзистор) и неуправляемый ключ (диод), к точке соединения которых15 подключены вход 1,С -фильтра нижних частот, выход которого соединен с нагрузкой Я .Обладая высокой энергетической эффективностью и достаточно линейной амплитудной, характеристикой (за. висимостью постоянного выходного на-. пряжения от входного), такие устройства широко используются на практике. Вместе с тем в ряде случаев требует ся преобразование напряжения источника питания в напряжение другой полярности или большей величины (бортовая сеть автономных устройств и т.п.) Такую задачу с помощью указанных 30 устройств решить невозможно без сущест 4 венного усложнения схемы регулятора (введения в его состав импульсного выходного трансформатора, существенно повышающего габарит и стоимость З 5 регулятора).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор напряжения, содержащий генератор, соединенный входами с входом40 устройства и генератором пилообразного напряжения, имеющего вход синхронизации, а выходом - с входом выходного каскада параллельного типа, содержащего последовательно соеди ненные источник питания Е , управляе. мый ключ и индуктивный накопитель, точка соединения которого с управляемым ключом через неуправляемый ключ соединена с нагрузкой, шунти рованной конденсатором 1 2.При этом возможны два режима работы известного регулятора напряжения.1. Ток дросселя выходного каскада во.время паузы не преРывается и на пряжение на выходе регуляторам- (нелинейно от в );. т. Ток дросселя во время паузы 1 л имеется в течение 16 о и отсутствует в течение 1 =п"н= 1 иБт . где 0 в напряжение на нагрузке;1- время открытого состоянияключа;- период следования импульсов;входное напряжение регулятора;время закрытого состоянияключа;время протекания тока черезиндуктивный накопитель приего работе на нагрузку;0 - время отсутствия тока черезиндуктивный накопитель.Таким образом, при Формировании= К О регулятор в первом случаеВимеет нелинейную амплитудную характеристику, а во втором случае - линейную, но существенно зависящую от сопротивления нагрузки. При этом изменение сопротивления нагрузки приводит также к изменению режима выходного каскада и, соответственно, к резкомуизменению амплитудной характеристики регулятора. Все это существенно ограничивает применение описанных выходных каскадов параллельного типа в регуляторах напряжения, когда требуется достаточно высокая (до 3 - 5 Ж) линейность их амплитудных характерис.тик.Пелъю изобретения является повышение линейности амплитудной характеристики и улучшение нагрузочной характеристики регулятора напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения, содержащий выходной каскад, состоящий из источника напряжения, к первому выводу которого подсоединен первый вывод индуктивного накопителя и первый выходной вывод, а к второму выводу источника напряжения подсоеди. нен первый вывод управляемого ключа, а вторые выводы управляемого ключа и индуктивного накопителя соединены и через неуправляемый ключ подсоединены к второму выходному выводу, и клемму для подключения узла синхронизации, введены последовательно соединенные коммутатор, интегрирующая цепь и переключающий узел, выход ,которого соединен с управляющим вхо,дом управляемого ключа выходногокаскада, причем точка соединенияуправляемого ключа и индуктивногонакопителя выходного каскада соединена с управляющим входом коммутатора, первый сигнальный вход которого 5соединен с выходным выводом регулятора, второй сигнальный вход соединен с введенной шиной Фиксированногопотенциала, а второй вход переключающего узла подсоединен к клеммедля подключения узла синхронизации,.На Фиг. 1 приведена блок-схемарегулятора напряжения; на Фиг.2 и 3схема переключающего узла, варианты;на фиг.4 - эпюры напряжений на выходах блоков, поясняющие работу устройства при прерывистом токе (а) и непрерывном токе дросселя (О),Эпюры 0соответствуют напряжению на дополнительном выходе выходного каскада на фиг.1,Регулятор напряжения (Фиг.1) содержит коммутатор 1, интегрирующуюцепь 2, переключающий узел 3, выходной каскад, в который входят управляемый ключ - транзистор 4-1, индуктивный накопитель - дроссель 4-2,неуправляемый ключ - диод 4-3,источник напряжения БПереключающий узел может содержать (Фиг.2) компаратор 5-1, которыйможет быть выполнен на операционномусилителе и Й -5-триггере 5-2, или(Фиг.3) сумматор 6-1, например, ре-зистивный и релейный элемент 6-2,обладающий релейной характеристикойс гистерезисом йО (он может бытьпостроен на операционном усилителе сположительной обратной связью). Регулятор содержит нагрузку 7. 40Коммутатор 1 (Фиг.1) построен таким образом, что, в зависимости отнапряжения на управляющем входе, кего выходу подключается один из двухвходов либо оба отключены. Для регулятора с выходным каскадом (фиг.1)обеспечивающим изменение полярностивыходного напряжения, к входу коммутатора подключеннход 8,если управляющеенапряжение И(О,что соответствует интер валу 6 9 вход 9,если ИО,что соответствует , и оба входа 8 и 9 отключены,если Оф 0, что соответствует-1-11 г,Такие коммутаторы могут быть реализованы на основе стандартных коммутато ров аналоговых сигналов.Интегрирующая цепь 2 может быть8 С-цепью или интегратором (например,на операционном усилителе с обратнойсвязью), причем необходимо, чтобыпри включении устройства на входеблока 3 обеспечивалось наличие сигнала, соответствующего импульсу 1 на .выходе переключающего устройства 3,что легко реализуется йС-цепью смещения в составе блока 2 или 3Предлагаемое устройство работследующим образом.В случае прерывистого тока индуктивного накопителя (дросселя) 34(Фиг. 4 о) во время протекания токачерез индуктивный накопитель 4-2 иключ 4-3 коммутатор 1 подключает квходу 1,) интегрирующей цепй 2 входрегулятора, т.е, 0 , и напряжениена выходе интегрирую ",ей цепи 2 0 возрастает до величины 1(1, где Эпостоянная интегрирования. Послеокончания тока накопителя 4-2 (время1) в течение периода 1 выход коммутатора отключен от обоих его входов и напряжение на выходе блока 2не изменяется. После прихода импульса синхронизации цс (фиг.4) переключающее устройство 3 изменяет своесостояние и начинается импульс 0, который длится до тех пор, пока 0 неспадет до нуля. При этом на время цкоммутатор подключает вход блока 2к шине фиксированного потенциала -и, следовательно,М0 ОПосле спада 0 до нуля переключающееустройство изменяет свое состояние иначинается пауза (1)(15В случае непрерывного тока индуктивного накопителя 4-2 (фиг,4 ) устройство работает аналогично, но приотсутствии этапа длительностью1+0=0) в-О " где к: в , но так"окак при непрерывном токе выходноец ц напряжение регулятора Ц Е - ьЕ - при прерывистом токе также 1, Е1 цн не зависит от параметров нагрузки устройства. Следовательно, в предлагаемом устройстве для любого режима1156033 коммутатора управляет напряжение с дополнительного выхода выходного каскада 4, влияние инерционности ключевых элементов регулятора на его вы ходное напряжение практически устранено,1 работы и сопротивления нагрузки 0=1, Оц, где К,- - , т.е, амплитудЕоная характеристика регулятора линейна. Причем в связи с тем, что работой иг. Ф Составитель .Макаров едактор М,Питкина Техред Т.Фанта, Корректор Г,РешетниТираж 863 Государственного коми елам изобретений и отк осква, Ж, Раушская