Стабилизатор постоянного напряжения

Номер патента: 1467544

Авторы: Гончаров, Кипенский, Миронов, Сокол

ZIP архив

Текст

(57) Изобретен ным источникам ОР ПОСТОЯННОГО НАПР ие относится к вторич питания радиоаппаратуретения является повыры. Целью изо шение точност гулирования ноФГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТИЯМПРИ ГННТ СССР Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССР Ф 957190, кл. С 05 Р 1/56, 1981,Авторское свидетельство СССР Ф 1377836, кл. С 05 Г 1/56, 1985. ЯО 1467544 го напряжения. Цель достигается эасчет компенсации. влияния запаздывания срабатывания ключевых элементови демпфирующих КС-цепей, ограничивающих скорость нарастания напряжения нсиловом ключе, Это обеспечивается путем введения в систему управлениядатчика 13 тока, второго узла 7 деления, сумматора 11 и источника 12опорного напряжения, В результатеуправляющий сигнал, формируемый путем деления сигнала регулятора по отклонению на сигнал, пропорциональныйвходному напряжению, суммируется сдвумя компонентами, первая из которых пропорциональная входному напряжению и обратно пропорциональна токунагрузки, а вторая является постоянным сигналом, 1 ил .(7) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов преобразователях постоянного напряжения, осуществляющих регулирование5выходного напряжения методом широтноимпульсной модуляции.Цель изобретения - повышение точности регулирования выходного напряжения преобразователя, 10На чертеже представлена структурная схема предложенного стабилизатора,Стабилизатор содержит последовательно включенные источник 1 питания, 15силовой ключ 2, выходной ЬС-фильтр 3,нагрузку 4, выход источника 1 питанияподключен к входу датчика 5 входногонапряжения, выход которого подключенк первым входам узлов 6 и 7 деления20Выход ЬС-фильтра 3 через датчик 8 выходного напряжения подключен к первому входу первого сумматора 9, к второму входу которого подключен выходисточника 10 напряжения задания. Выход сумматора 9 подключен к второму входу первого узла 6 деления, вы".ход которого подключен к первому входу второго сумматора 11, к второмувходу которого подключен выход источника 12 опорного напряжения, а к .:третьему - выход второго узла 7 деле",ния, второй вход которого подключенк выходу датчика 13 тока нагрузки,включенного в силовую шину между ЬСфильтром 3 и нагрузкой 4, Выход сумматора 11 через широтно-импульсныймодулятор 14 подключен к управляющему входу силового ключа 2.Стабилизатор работает следующим 40образом.Длительность интервала проводимости силового ключа 2 определяетсяв модуляторе 14, где происходит сравнение опорного пилообразного сигнала 45Г и сигнала управления Б, формиопруемого.в сумматоре 11, который можно представить в виде где Ба - сигнал, действующий на выходе узла 6 деления;Б - сигнал, действующий на выходе узла 7 деления;Б 1 - сигнал источника опорногонапряжения.Сигнал Ба, действующий на выходе узла 6 деления, формируется путем деления сигнала Б с выхода сумматора 9 на сигнал Б с выхода датчика 5входного напряжения. Первый сигналпредставляет собой сумму сигнала задания Ци сигнала Ц отрицательнойобратной связи, действующего на выходе датчика 8 выходного напряжения Второй сигнал пропорционален величине входного напряжения и равен где К, - коэффициент пропорциональности между напряжением источника 1 питания и напряжением на выходе датчика 5Таким образом, сигнал на выходе узла деления 6 имеет вид где К - масштабный коэффициент узла6 деления.Сигнал У, действующий на выходе узла 7 деления, формируется путем деления сигнала цс выхода датчика 5 входного напряжения на сигнал Б с выхода датчика 1.3 тока нагрузки.Сигнал У пропорционален величине тока нагрузки 4 и равен где , - ток нагрузки 4,К- коэффициент пропорциональности между током нагрузки4 и напряжением на выходедатчика 13.Сигнал на выходе узла 7 деления равенКБ,Б = К"к ф где К- масштабный коэффициент узла7 деленияКоэффициенты К , Ки К выбираются таким образом, чтобы выполнялось условие где У, - амплитуда опорного пилообразного сигнала,14 6 7 э.4 П = д. ГП (8)5 10ГП П гпп2 К 1,акоп 11 2 К1 1 П г = (Б+дБ) П,+дц 15 где ДБ - приращение коммутационнойфункиии за счет запаздывания срабатывания ключевых элементов,дП - приращение выходного на пряжения преобразователяиз-за наличия демпфирующихцепей.Усредненное значение приращениякоммутационной Функции можно предста вить в виде Из выражения (10), видно что в предложенном стабилизаторе производится компенсация влияния запаздывания срабатывания ключевых элементов в силовой схеме и системе управления и наличия демпфирующих КС-цепей, ограничивающих скорость нарастания напряжения.Высокочастотные пульсации, связанные с процессами переключений в силовом ключе 2, подавляются выходным ЕС-фильтром 3 и не проходят в нагруз- ку 4.Регулятор по отклонению, в который входит датчик 8 выходного напряжения, обеспечивает высокую точность стабилизации выходного напряжения в широком диапазоне изменения тока нагрузки и температуры;При широтно-импульсном способе регулирования напряжение П 2 на выходе силового ключа связано с выходным напряжением П равенством дк дБ == 1 Г Т ц30 где дт, - длительность интервала рассасывания носителей зарядов н к ключевых элементах,Т - период повторения величина, обратная частоте пре образования Г.Усредненное значение приращениявыходного напряжения может быть представлено в виде 40 50 ча имеет вид Г.,Пи 1.1- ) го П" оп П 1Бо ц ф Формула и з обр ет ения55 Ста били затор по ст.чвнсго напряжеловсв ключ, входом ;о. вь,м выводам, а ния, содержащий си подсоединенный к в Сигнал П источника опорного на 2пряжения выбирается таким образом, чтобы Подставляя (4), (6) и (8) в (1),а также учтя условие (7), получаем После проведения несложных математических преобразований получаем выражение для среднего значения. напряжения на выходе силового ключа 2 Ц г= БП,.где Б - коммутационная функция, принимающая значение Б = 1 в интервалах проводимости си" лового ключа и значение Б = О, когда ключ разомкнут.Среднее значение коммутационной функции определяется выражением где П - напряжение управления;П - амплитудное значение опорщ Опного пилообразного сигнала. Запаздывание срабатывания ключевых элементов н силогой схеме и системе управления и наличие пемпфирующих . КС-цепей, ограничивающих скорость нарастания напряжения на силовом ключе, привопит к снижению точности регулирования. В результате влияния указанных Факторов напряжение на выходе силового ключа определяется выражени- ем 1 ПРдП = а, ГП"К 2. фп ф где дс- длительность интервала спада напряжения на выходесилового кли 1 а;К- коэффициент пропорциональности;ток нагрузки.С учетом указанных факторов среднее значение на выходе силового клюЗаказ 1195/44 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,01 5 146 выходом через 1,С-фильтр - к выходным выводам и к входу датчика выходного напряжения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к источнику напряжения задания, выход первого сумматора соединен с первым входом первого узла деления, второй вход которого соединен с выходом датчика входного напряжения, входом соединенного с входом силового ключа, широтно-импульсный модулятор, выходом подключенный к управляющему Входу силового ключа, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения точности регулирования выходного напряжения, в него введены датчик тока, второй узел деления, второй сумматор и источник опорного напряжения, причем датчик тока входом подключен 5к выходу 1.С-фильтра, а выходом - к первому входу второгб узла деления, второй вход которого соединен с выходом датчика входного напряжения, выход второго узла деления подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого узла деления, а третий вход - к источнику опорного напряжения, выход второго сумматора соединен с входом широтно-импульсного модулятора.

Смотреть

Заявка

4282802, 19.06.1987

ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. ЛЕНИНА

ГОНЧАРОВ ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ, КИПЕНСКИЙ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, СОКОЛ ЕВГЕНИЙ ИВАНОВИЧ, МИРОНОВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G05F 1/56

Метки: постоянного, стабилизатор

Опубликовано: 23.03.1989

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1467544-stabilizator-postoyannogo-napryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Стабилизатор постоянного напряжения</a>

Похожие патенты