Импульсный регулятор напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) 111) 5 Г 1/56 ОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ кулин8)ьство СССР(57) Изобре ным источник ние относится к вторичам питания радиоаппараИзобретение относится к электротехнике, может быть использовано длястабилизации температуры, создаваемой термобатареями, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. 9 1437844,Цель изобретения - расширение диапазона питадцих напряжений при использовании импульсного регуляторак гряжения в качестве стабилизаторатемпературы, создаваемой термобатарс=й, и защита термобатареи от перегрузок по току,На чертеже показана схема импульсо регулятора напряжения.В импульсном регуляторе напряженияи 1 питания через силовой элем содержащий ключевой элемент3 на входе, диод 4, обратно включенный между выходом ключевого элемента3 и общей шиной, дроссель 5, включенный между общей точкой элементов 3 и4 и конденсатором 6, подключеннымвторым выводом к общей шине, соединог сточникент 2,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯ туры. Целью изобретения является рас"шнрение диапазона питающих налряжений при использовании импульсногорегулятора напряжения в качестве стабилизатора температуры, создаваемойтермобатареей, и защита термобатареиот перегрузок по току. Цель достигается введением дополнительной цепиобратной связи по напряжению, подключенной к К-входу синхронного динамического триггера через логическийэлемент ИЛИ. 1 ил. нен с термобатареей 7. На термобатарее 7 размещен охлаждаемый объект 8и часть первого датчика 9 обратнойсвязи, состоящего из последовательносоединенных резистора 10 н размещенного на термобатарее терморезистора11, причем второй вывод резистора 1 Оподключен к источнику 2 опорного напряжения, второй выход которого подключен к одному входу первого компа. -ратора 13, другой вход которого соединен с выходом первого датчика 9 обратной связи, а выход - с первым входом логического элемента ИЛИ 14. К .второму входу логического элементаИЛИ 14 подключен выход второго компаратора 15, один вход которого соединен с источником 12 опорного напряжения, а другой вход - с выходомвторого датчика 16 обратной связи,состоящего из делителя напряжения нарезисторах 7 и 18, подключенногомежду входом питания термобатареи 7и общей шиной, Выход логического эле 1601610мента ИЛИ 14 соединен с первым информационным К-входом синхронного динамического триггера 19, к динамическому С-входу синхронизации которого5 подключен генератор 20 синхроимпульсов, снабженный шиной 21 внешней синхронизации, а к второму информационному входу 3-триггера 19 подключен делитель 22 частоты, вход которого 1 О соединен с выходом генератора 20 синхроимпульсов. Выход триггера 19 соединен с входом управления ключевого элемента 3,В работе регулятора использованы 15 следующие свойства динамического синхронного ЛК-триггера по фронту, например, переднему, синхроимпульса на С-входе синхронизации: повторять на (воем выходе информацию 1-входа, если 30 информация на Л" и К-входах противойоложна; не изменять свое выходное Состояние, если сигналы на Л- и К-входах нулевые: переключать выходы в противоположное состояние, если сигналы 25 на 3- и К-входах единичные.Импульсный регулятор напряжения работает следующим образом. После включения источника 1 питания в сюкаом элементе 2 ключевой элемент 3 закрыт, напряжение на диоде 4, дросселе 5, конденсаторе 6 и термобатарее 7 равно нулю; охлаждаемый объект 8 нагрет до температуры окру 35 жающей среды; к делителю напряжения Ь датчике 9 обратной связи, образованном резистором 10 и терморезистором ;11, приложено опорное напряжение с выхода источника 12 опорного напря жения, часть которого приложена к первым, например инвертирующнмм, входам первого 13 и второго 15 компараторов, к вторым входам которых приложены выходные напряжения соответственно первого 9 и второго 16 датчиков обратной связи, Выходное напряжение первого датчика 9 обратной связименьше опорного напряжения, поскольку терморезистор 11 разогрет, и его величина мала (сопротивление термореэистора 11 растет при понижении его температуры), поэтому на выходе первого компаратора 13 и на первом входе логического элемента ИЛИ 14 нулевое напряжение, Выходное напряжение второго датчика 16 обратной связи нулевое, поскольку нулевое напряжение н выходе силового элемента 2,поэтому на выходе второго компаратора 15 и на втором входе логического элемента ИЛИ 14 нулевое напряжение.Если в качестве логического элемента 14 использован элемент И 11 И,то на его выходе и первом информационном К-входе триггера 19 также нулевое напряжение.На С-вход синхронизации триггера 19 поступают импульсы с генератора 20 синхроимпульсов, который может быть засинхронизирован от внешнего источника синхроимпульсов по шине 21 внешней синхронизации. Делитель 22 частоты считает. поступающие на его вход импульсы с выхода генератора 20 синхроимпульсов, и напряжение на его выходе и втором информационном 3-входе триггера 19 будет нулевым до тех пор, пока на вход делителя 22 частоты не поступит число импульсов, равное коэффициенту его деления. До этих пор на выходе триггера 19 и управляющем входе ключевого элемента .3 нулевоа напряжение, и ключевой элемент 3 закрытКак только на выходе делителя 22 частоты появится единичный импульс, то следующим синхроимпульсом по С-входу синхронизации триггер 19 переводится в единичное состояние, и на его Я-выходе появляется единичное напряжение, которое открывает ключевой элемент 3. В результате этого к диоду 4 и дросселю 5 прикладьвается напряжение источника 1 питания, Через дроссель 5 потечет ток заряда конденсатора 6 и ток потребления термобатареи 7. Поступающие далее на С-вход синхронизации триггера 19 синхроимпульсы не изменяют выходного состояния триггера 19 до тех пор, пока не появится единичное напряжение на его пер" вом информационном К-входе, В результате подачи напряжения на термобатарею 7 последняя начинает охлаждать объект 8 и терморезистор 11. Одновременно растет напряжение на конденсаторе 6 и входе термобатареи 7.1Поскольку охлалдаемй объект 8 и термобатарея 7 обладают тепловой инерцией, то температура охлаждаемого объекта 8 достигает заданного значения значительно позже, чем на конденсаторе 6 уровень напряжения станет максимально допустимым для питания термобатареи 7, особенно если выход 5 6016иое напряжение источника 1 питаниязначительно выше этого значения,Как только напряжение на входе термобатареи 7 достигнет заданного 5 датчиком 16 обратной связи значения, напряжение на выходе этого датчика и втором входе компаратора 15 становится выше опорного напряжения,10 поданного на первый вход этого компаратора. Компаратор 15 переходит в противоположное состояние, и его единичное выходное напряжение через логический элемент ИЛИ 14 поступает на информационный К-вход триггера 19, который очередным синхроимпульсом на С-входе синхронизации переводится в нулевое состояния на выходе и закрывает ключевой элемент 3. Через 20 диод 4, дроссель 5 и термобатарею 7 продолжает течь ток за счет запасенной в дросселе 5 энергии, за счет чего напряжение на конденсаторе 6 сначала немного возрастает, а затем начинает по мере разряда дросселя 5 падать. В это же время термобатарея 7 продолжает охлаждать объект 8 и терморезистор 11, величина сопротивления которого растет по мере охлажде О ния, и растет напряжение на выходе первого датчика 9 обратной связи и второй входе первого компаратора 13.Далее независимо от сигнала на первом информационном К-входе триггера 19 на его второй информационный Л-вход поступает следующий импульс с выхода делителя 22 частоты, после чего очередным синхроимпульсом по С-входу триггер 19 переводится в единичное состояние на Я-выходе и открывает ключевой элемент 3. Вновь потечет ток заряда дросселя 5 и конденсатора 6.Если в это время напряжение на конденсаторе 6 выше заданного уровня по каклм-либо причинам, то очередным синхроимпульсом по С-входу триггер 1 Э переводится в нулевое состояние на Я-выходе и закрывает ключевой элемент 3 а если напряжение на конденсаторе 6 становится к тому времени ниже заданного датчиком 16 обратной связи уровня, то ключевой элемент 3 остается открытым до тех пор, пока либо напряжение на конденсаторе 6 не достигнет заданного уровня, либо температура охлаждаемого объекта 8 не достигнет заданного первым датчиком 9 обратной связи уровня. Как только это про 1 Ооизойдет, появляется единичное напряжение на выходе первого 13 или второго 5 компаратора, которое через логический элемент ИЛИ 14 поступает на первый информационный К-вход триггера 19, и очередным синхроимпульсом по С-входу триггер 19 переводится в нулевое состояние и закрывает ключевой элемент 3 до прихода очередного импульса с выхода делителя 22 частоты на второй информационный 3-вход триггера 19.Таким образом, после включения импульсного регулятора напряжения он вначале работает как синхронизированный импульсный стабилизатор напряжения питания термобатареи 7, а затем, после достижения температурой охлаждаемого объекта 8 заданного значения, регулятор начинает работать как импульсный синхронизированный стабилизатор температуры охлаждаемого объек"- та 8. Поскольку на поддержание температуры этого объекта на заданном уровне требуется меньшая затрата энергии, чем при начальном охлаждении, то в это время входное напряжение пита-. ния термобатареи 7 будет тем ниже максимально допустимого (заданного вторым датчиком 16 обратной связи), чем ниже температура окружающей среды.Импульсный регулятор напряжения позволяет применять в качестве источника 1 питания источники повышенного напряжения без опасения повредить термобатарею.Описанный импульсный регулятор напряжения особенно полезен-для управления напряжением питания термобата" рей, охлаждающих фотоприемники, которые используются в приборах, эксплуатируемых в полевых условиях, где обычно используются аккумуляторами на 12 или 24 В, а допустимое напряжение питания термобатареи, как правило, не превышает 6-7 В.Формула и з обретенияИмпульсный регулятор напряжения по авт.св. В 1437844, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона питающих напряжений при использовании импульсного регулятора напряжения в качестве стабилизатора температуры, создаваемой1601610 оставитель С.Чер а актор О.Юрковецкая Техред М.Дидык Корректор С.Черни Заказ 327 Тираж 652 Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5 ИИПИ Госу Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1 О термобатареей, и зациты термобатареи от перегрузок по току введенвторой компаратор, логический элементИЛИ и второй датчик обратной связи,выход которого соединен с одним входом второго компаратора, другой вход,которого соединен с источником опорного напряжения, выходы обоих компараторов к первому инФормационномувходу, триггера подключены через логи.ческий элемент ИЛИ, а в качестве первого и второго датчиков обратной связи использованы соответственно датчики температуры и напряжения питаниятермобатареи.