Стабилизатор среднего значения постоянного тока

(51) 4 С 05 Р 1/56 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 1 ЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(54) СТАБИЛИЗАТОР СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯПОСТОЯННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры, Целью изобретения является получение инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения стабилизатора среднего значения постоянного тока. Цель достигается введением в схему блока 12 управления крутизной пилообразного напряжения, а также одноквадратного умножителя 7 и усилителя 6 с регулируемым коэффициентом передачи. Причем вход умножителя 7 подключен к выходу интегратора 8, а выход - к управляющему входу усилителя 6, Сигнал рассогласования с сумматора 5 подается на усилитель 6, коэффициент передачи которого обратно пропорционален управляющему воздействию. Сигнал с усилителя 6 суммируется с сигналом интегратора 8 на сумматоре 9 и через схему 10 сравнения подается на управление ключом 1 ил.С:35 ЕтоНгде Е - входное нагряжение стабилизатора,скважность импульсов широтно 40 импульсного преобразователя,К - сопротивление нагрузки,Приращение тока на выходе стабилизатора без учета составляющих второго порядка малости определяется45 как 13где К Кпр по возмущению,1132880Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям электрической энергии, и может быть использовано в системах электро) питания различных технических устройств с повышенными требованиями к стабильности и точности установки питающего напряжения.Целью изобретения является получение инвариантности выходного токав широком диапазоне изменения входного напряжения,На чертеже изображен стабилизаторсреднего значения постоянного тока.Стабилизатор содержит последовательно подключенные к входу устройства силовой ключ 1, ЬС-фильтр 2,датчик 3 тока и первый интегратор 4,вьнюд которого подключен к первомувходу сумматора 5, второй вход которого соединен с источником опорногонапряжения, а выход с первым входомусилителя б с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход которого подключен через последовательно соединенные умножитель 7 и второй интегратор 8 к входу устройства.Выход усилителя 6 ссединен с вторымвходом сумматора 9, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора 8, а выход подключен к первому входу схемы 10 сравнения, второй вход которой соединен с выходомгенератора 11 пилообразного напряжения, Выход схемы 10 сравнения подключен к управляющему входу силовогоключа 1. Вход генератора 11 пилооб. -разного напряжения подключен к выходу блока 12 управления крутизной пилообразного напряжения, управляющийвход которого подключен к выходу второго интегратора 8,Устройство работает следующим образом.Выходной ток широтно-импульсногостабилизатора преобразуется датчиком3 тока в напряжение обратной связи,После интегрирования в интеграторе 4напряжение обратной связи подаетсяна вход сумматора 5, где сравнивается с опорным напряжением Сигнал рассогласования подается на усилитель 6с регулируемым коэффициентом передачи, обратно пропорциональному управляющему воздействию, т,е входномунапряжению Е. На управляющий входусилителя б подается сигнал, пропорциональный квадрату напряжения прямой 32связи (Е), снимаемый с входа силовогоключа 1 через интегратор 8 и схемуодноквадрантного умножения 7. Послеусиления напряжения с выхода усилителя 6 с регулируемым коэффициентомпередачи поступает на сумматор 9, накотором оно суммируется с напряжением, снимаемым с выхода интегратора8, и подается на схему 10 сравнения,где сравнивается с пилообразным напряжением, Параметры дилообразногонапряжения изменяются каскадом 12 управления крутизной пилообразного напряжения, Сигнал, снимаемый с выходасхемы 10 сравнения, поступает на управляющий вход силового ключа 1 иуправляет его работой, стабилизируяток нагрузки,Для обеспечения инвариантности выходного тока при широком диапазонеизменения входного напряжения в схеме установлен каскад 12 управлениякрутизной пилообразного напряжениягенератора пилообразного напряжениян усилитель 6 с регулируемым коэффициентом передачи, который управляется входным напряжением, а также одноквадрантный умножителв 7,Цокажем что чнвариантность выходного "ока в пред,г:агаемой схеме достигается,Выходной ток :табилизатора в статическом режиме 1Д 1 = - (5 Е" + Е.1 Й, (1)Уравнение замггкания стабилизаторас широтно-импульсным преобразователеми комбинированным регулированием повозмущению питающегс напряжения Е ивыходному току 1 имеет вид Кол о Кпр -7статический коэффициент передачи цеги обратной связи; статический коэффициент передачи цепи прямой связи+ сс Е)2К 7)55 Ка нос регули ленных оп8=- коэффициент передачи моду- Т лятора;Т- период переключения модулятора;О - постоянное опорное напряжение стабилизатора;О " амплитуда пилообразного напряжения,Уравнение (2) определяется из условия равенства выходного напряжениясхемы сумматора 9 и напряжения генератора 11 пилообразного напряжения и определяется скважность импульсов широтно-импульсного преобразователя. Переходя к приращениям,получают КопТ К ад Е оТОПодставляют уравнение (1) в уравнение (3) и после преобразования име- ют Из уравнения (2) и уравнения 10 =Еуо определяют значение Если в уравнение (1) подставитьуравнения (4) и (5), получают следущее выражение: сле преобразований из выражениолучают конечное уравнение сТ -К, Е(2 дТ+ с Е)дЕ+ ос Е).2 известно из теории инвариантв системах комбинированногоования при выполнении опредеусловий можно добиться незави симости регулируемого параметра отвходного возмущения, т,е, его инвариантности. Условие получения инвариантности тока 1 от изменения входного напряжения Е определяется приравниванием числителя уравнения (7)нулю Это условие выполняется при соответствующем выборе коэффициента К и К 0 с 5 а именнодТ УпрЕ(2 бТ + с Е)К Но условие соблюдается толькодля определенного значения Е (уравнение 7) и при его изменении нарушается, Для выполнения условия (8) при изменении Е в широких пределах необходимо выполнение следующих ус ловий: 3 О Таким образом числитель выражения(7) становится равным О, и Т не зависит от Е при .его изменении в широких пределах. Эти соотношения получают путем введения в схему двух усилителей с регулируемым коэффициентом передачи и одноквадрантного умножиФормула изобре Стабилизатор среднего значения постоянного тока, содержащий последовательно подключенные к входному выводу силовой ключ, ,С-фильтр, датчик тока, первый интегратор, выход которого подсоединен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а также второй сумматор, первый вход которого через второй интегратор соединен с входным выводом, а выход сумматора с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход с управляющим входом силового ключа, отличающийся тем, что, с целью получения инвариантности выходного напряжения в широ1328803Составитель А,БаженовРедактор О.Головач Техред М,Хопанич Корректор Б.Гирняк Заказ 3488/50 Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическре предприятие, г, Ужгород ул., Проектная, 4 ком диапазоне изменения входногонапряжения, в устройство введеныблок управления крутизной пилообразного напряжения, вход которого подключен к выходу второго интегратора,а выход к входу управления генератора пилообразного напряжения, атакже одноквадрантный умножитель иусилитель с регулируемым коэффициентом передачи, причем вхоц умножителя подключен квыходу второго интегратора, а выход к первому входу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи обратно пропорциональным управляющему воздействию, при этом второй вход усилителя с регулируемым коэффициентом передачи подключен к выходу первого сумматора, а выход к второму входу второго сум матора.