Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 006 Д пии ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСНОЮУ СВИДЕТЕЛЬСТВ И одномупервойрая обклоб ей ши(72) М. В. Колоколовкий У 20и Л. М. Зарец" ГОсудАРстВенный Комитет сссРпо елАм изоБРетений и отнРь(53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР У 596928, кл. С 05 Г 1/56, 1979.2. Поликарпова А. Г. и Сергиенко Е. ф. Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения. В сб.: "Полупроводниковая электроника в технике связи", Вып, 22, М., "Радио и связь", 1982, с. 186. (54)(57) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, .содержащий включенные последовательно в силовую шину- ключевой элемент и ЬСО-фильтр, источник опорного напряжения, задающий генератор и ком" паратор, вьмоды .которых подключены к управляющим входам ключевого элемента, управляемый источник тока, вход которого подключен через вторичную обмотку дросселя ЬСО"фильтра к выходнои шине, вьмод " к из входов компаратора и к обкладке конденсатора, вто едка которого подсоединена к щ не, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации вьмодного напряжения при изменении тока нагрузки в широких пределах, в него введены логический элемент И, интегратор, аналоговый ключ и КЗ-триггер, К - вход которого соединен с выходом задающего генератора, 8 - вход " с выходом компаратора, а Ч - выход соединен с управляющим входом аналогового клю" ча, подключенного параллельно кон- . денсатору, и с одним из входов логического элемента И, второй вход которого подключен к входу ЬС 1)-фильтра, С вьмод логического элемента И подключен к первому входу интегратора, второй вход интегратора соединен с выходом источника опорного напряже" .ния, а выход интегратора подключенк второму входу компаратора.Изобретение относится к электротехнике, технике связи, вычислительной технике и автоматике и предназна чена для использования в качестве вторичного источника электропитания аппаратуры различного назначения.Известен параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий соединенные последовательно ключевой элемент ифильтр; О источник опорного напряжения, задающий генератор, компаратор и формирователь пилообразного напряжения, вход которого связан с входом им- пульсного стабилизатора Я , 15Недостатки известного устройства обусловлены сильной зависимостьюфУ. выходного напряжения от тока нагрузки, так как падение напряжения на активном сопротивлении дросселя 20 ЬСР-фильтра ничем не компенсируется, недостаточной точностью стабилизации выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения, что обусловлено построением формиро вателя пилообразного напряжения на основе КС-цепи, а также сложностьо реализации, обусловленной 1 ринципи-. альной необходимостью иметь полярность источника опорного напряжения обрат- З 0 ной по отношению к полярности входного напряжения.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пара" метрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно в силовую шину ключевой элемент и ЬСР-фильтр, источник опорного напряжения, задающий генератор и компаратор, выходы 40 которых подключены к управляющим входам ключевого элемента, управляемый источник тока, вход которого подключен через вторичную обмотку дросселя ЬСР-фильтра к выходной шинеВыхОД к одному из входов компаратора и к первой обкладке конденсатора,. Вторая обкладка которого подсоединена к об".щей шине 121.В данном устройстве низкая точ ность стабилизации выходного напряжения при изменении тока нагрузки в широких пределах связана с тем, что при изменении тока нагрузки неизбежно изменяется время рассасывания не основных носителей и связанная с этим задержка выключения ключевого элемента. Это приводит к появлению нестабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Кроме того, разряд конденсатора формирователя пилообразного напряжения происходит через коммутирующий диод ЬСР-фильтра, прямое падение напряжения, на котором изменяется при изменений тока нагрузки, также приводит к появлению нестабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки.Цель изобретения - повышение точности стабилизации выходного напряжения при изменении тока нагрузки в широких пределах.Поставленная цель достигается тем, что в параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно всиловую шину ключевой элемент и ЬСР" фильтр, источник опорного напряжения,задающий. генератор и компаратор, выходы которых подключены к управляю 1 цимвходам ключевого элемента, управляемый источник тока, вход которого подключен через вторичную обмотку дроссе"ля ЬСР-фильтра к выходной шине, вы"ход - к одному из входов компаратораи к первой обкладке конденсатора,вторая обкладка которого подсоединенак общей шине, введены логический элемент И, интегратор, аналоговый ключ и КЗ-триггер, К"вход которого .соединен с выходом задающего генератора, Я-вход соединен с выходом компарато" ра, а Я-выход соединен с управляющим входом аналогового ключа, подключенного параллельно конденсатору, и содним из входов логического элементаИ, второй .вход которого подключен к входу ЕСР-фильтра, выход логического элемента И подключен к первому входуинтегратора, второй вход интегратора соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход интегратораподключен к второму входу компаратора.1На чертеже представлена схема предлагаемого параметрического им" пульсного стабилизатора постоянного напряжения.Стабилизатор состоит из кЛючевого элемента 1, ЬСВ-фильтра 2, в состав которого входит двухобмоточный дроссель Э, источника 4 опорного напряжения, задающего генератора 5, компаратора 6, управляемого источника 7 тока, конденсатора 8, аналогового клю" ча 9, КЯ-триггера О, логическогоэтим на Я-вход КЯ-триггера 10 поступает импульс, устанавливающий его в состояние "1", аналоговый, ключ 9 замыкается и шултирует конденсатор 8, разряжая его до .нуля.Таким образом, осуществляетсяподготовка схемы формирователя пилообразного напряжения к следукщему периоду.При повышении (понижении)входного напряжения Е увеличивается (уменьшается скорость нарастания. напряжения на конденсаторе 8, ком- ф паратор 6 срабатывает раньше позже и, соответственно, уменьшается ( увеличивается ) время замкнутого состояния ключевого элемента 1. Аналогично при увеличении (уменьшении) тока нагрузки уменьшается (увеличивается) скорость нарастания напряжения на конденсаторе 8 и, соответственно, увеличивается (уменьшается) время замкнутого состояния ключевого эле" мента 1. Таким образом осуществляется стабилизация выходного напряжения.Логический элемент И 11 производит логическое сложение напряжения на вьмоде ключевого элемента 1 и им,пульса управления ключевым элементом 1, поэтому на вьмоде логического элемента И 11 имеют место сигналы, длительность которых равна времени задержки выключения ключевого элемента 1, которая зависит от величины тока нагрузки. Интегратор 12, на вход которого поступают указанные импульсы, выделяет иэ последовательности этих импульсов среднее за период значение и одновременно производит сравнение этога напряжения с напряжением источника 4 опорного напряжения. При увеличении (уменьшении) тока нагрузки уменьшается (увеличивается) время задержки выключения ключевого элемента 1, уменьшает" ся (увеличивается) напряжение на выходе интегратора 12, кампаратор 6 срабатывает раньше (позже) и, со" ответственно, уменьшается (увеличивается) время замкнутого состоянияключевого элемента 1. Таким образом,осуществляется компенсация ухода выходного напряжения при уменьшении тока нагрузки вследствие изменения времени задержки выключения ключе" вого элементаИсключение влияния на выходное напряжение изменения прямого паде 3 1159006 4элемента И 11 и интегратора 12. Клю-чевой элементи первичная обмоткадросселя 3 ЬСР-фильтра 2 включеныпоследовательно в силовую шину. Выходы задающего генератора 5 и компара"5тора 6 подключены к управляющим входам ключевого элемента 1. Вход управ"ляемого источника 7 тока соединенчерез вторичную обмотку дросселя 3ЬСР-фильтра 2 с выходной шиной, а 1 Овыход подключен к одному из входовкомпаратора 6 и к первой обкладкеконденсатора 8,. вторая обкладка которого подсоединена к общей шине,Параллельно конденсатору 8 подключенаналоговый ключ 9, К-вход КЯ-триггера 10 соединен с выходом задающегогенератора 5, Я-вход - с выходом компаратора 6, а Ц-вьмод соединен с первым входом логического элемента И 11 2 Ои с управляющим входом аналоговогоключа 9. Второй вход логического элемента И 11 подключен к входу ЬСЭфильтра 2, а выход соединен с первымвходом интегратора 12, Второй входинтегратора 12 соединен с выходом источника 4 опорного напряжения, а выход интегратора 12 соединен с вторымвходом компаратора 6.Параметрический импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом,Включение ключевого элемента 1осуществляется при появлении управляющего импульса на выходе задающегогенератора 5. Одновременно этим жеимпульсом КЯ-триггер 10 устанавливается в .состояние "О" (на С"выходе .При этом аналоговый ключ 9 размыкается и начинается процесс формирования пилообразного напряжения на конденсаторе 8. Благодаря подключениювхода управляемого источника 7 токак вьмодному зажиму через вторичнуюобмотку дросселя З.ЬСР-фильтра 2 45(М И) управляемый источниктока обеспечивает изменение скоростинарастания напряжения ка конденсаторе,8 пропорционально входному напряже"нию Е и току нагрузки. Пилообразное 50напряжение с конденсатора 8 поступает на вход компаратора 6, где происходит сравнение этого напряженияс выходным напряжением интегратора12, При достижении равенства этих 55напряжений комаратор 6 выдает им"пульс управления на размыкание ключевого элемента 1. Одновременно с1159006 Составитель А. КолоколкинТехред Ж.Кастелевич Корректор Е. Сирохман фРедактор М. Келемеш Заказ 3588/48 Тираж 865 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния напряжения на коммутирующем ди-оде ЬСЭ-фильтра и изменения временирассасывания неосновных носителейключевого злемента при изменениитока нагрузки позволяет значительноуменьшить выходное сопротивлениепараметрического импульсного стаби" лизатора прстоянного напряжения и тем самым повысить точность стабили- зации выходного напряжения в широком диапазоне изменения тока нагрузки.5 Это значительно расширяет областьприменения параметрического импульсного стабилизатора.