Способ управления импульсным стабилизатором постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17023 9 Е 15 ИСАН ИЗОБ ТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРйг 1233129, кл. О 05 Р 1/618, 1986,Моин В.С, Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Знергоатомиздат, 1986, стр. 13 - 15.Авторское свидетельство СССРМ. 1265740, кл, 6 05 Р 1/56, 1986,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ СТАБИЛИЗАТОРОМ ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к источникамвторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, Целью изобретения являИзобретение относится к вторичным источникам питания и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.Целью изобретения является повышение точности стабилизации выходного напряжения и упрощение осуществления.На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, вариант; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство (фиг, 1) содержит источник 1 питания, к которому через последовательный регулирующийэлемент 2 (например, транзистор) подключены дроссель 3 и диод 4. Другой вывод дросселя 3 подключен к параллельному регулирующему элементу 5 ется повышение точности стабилизации выходного напряжения и упрощение осуществления. Способ используется,для управления импульсным стабилизатором, содержащим последовательный и параллельный регулирующие элементы. Формируют пилообразное напряжение, сдвинутое по фазе относительно тактовой последовательности импульсов, и сравнивают пилообразное напряжение с управляющим сигналом, Сигнал, полученный от сравнения, используют для насыщения последовательного регулирующего элемента.Результат сравнения в конечной части пилообразного напряжения используют для насыщения параллельного регулирующего ф элемента. причем моментом его включения является момент окончания тактового сигнала. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.С и через диод 6 к конденсатору фильтра 7 и 3нагрузке 8.Сигнал задающего генератора 9 (ЗГ) через делитель 10 частоты с выходным напряжением тактовой частоты подается на входгенератора 11 пилообразного напряжения,выходное напряжение которого имеет амплитуду, пропорциональную выходному напряжению. На вход этого же узла 11подается сигнал ЗГ 9. Действием этого сиг- фнала обеспечивается постоянный сдвиг пофазе сигнала пилообразного напряжения оттактового сигнала, равный в данном случае90 эл.град, На вход нуль-органа 12 подаютсясигналы пилообразного и опорного напряжений от генератора 11 и источника 13 соответственно, 1702349Результирующий сигнал нуль-органа 12подается на вход блока 14 сопряжения сигналов управления и входных цепей регулирующих элементов 2 и 5, причем на входэлемента 2 посредством узла 15 усиленияподается преобразованный сигнал толькоот нуль-органа 12.В узле 16 усиления блока 14 осуществляется при помощи сигнала от ЗГ 9 блокирование открывания элемента 5 вначальной части сигнала пилообразнойформы (границей начальной и конечной частей сигнала пилообразной формы являетсяконец каждого тактового сигнала),На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: Овх - напряжение источника 1 питания; Озг - выходной сигнал ЗГ 9; Отвхт -таКтоВЫЙ СИГНВЛ, Овх но ВХОДНЫЕ СИГНВЛЫнуль-органа 12, О, - сигнал пилообразнойформы; Оо - сигнал источника 13 опорногоНаПРЯжЕНИЯ: Овых но - ВЫХОДНОЙ СИГНВЛНУЛЬ-ОрГаНа 12: Овх 2, Овх 5 - ВЫХОДНЫЕ СИГНалы регулирующих элементов 2 и 5: Овых -выходной сигнал стабилизатора,Рассмотрим два возможных режима работы регулирующих элементов 2 и 5,Когда сигнал пилообразной формы Оо всвоей начальной части становится равнымпо величине сигналу Оо источника 13 опорного напряжения (рабочая точка), то на выходе нуль-органа 12 сигнал Овых но равен подЛИтЕЛЬНОСтИ Т 1(СИГНаЛЫ Овых о И Овх 2 ИМЕют одинаковую форму и поэтому изображены на фиг, 2 как один сигнал).Этот сигнал через узел 15 блока 14 подается на вход регулирующего элемента 2,причем этот элемент 2 открыт в течениевремени Т 1,Регулирующий элемент 5 постоянно закрыт из-за блокирующего действия сигналаЗГ 9, имеющего отрицательную величину,Стабилизатор работает в режиме проходного регулятора напряжения, причемОвых меньше Овх.Если сигнал пилообразной формы Оос 1 ановится равным по величине сигналу Ооисточника 13 опорного напряжения в своейконечной части, то на выходе нуль-органа 12будет сигнал Овых но с длительностьюТТ 2 (Т 2в , где Т - период пилообразного2сигнала).При этом регулирующий элемент 2 открыт в течение времени Т 2, а регулирующийэлемент 5 открыт в течение времени Тз=Т 2 -Т2Таким образом, стабилизатор работаеткак чисто проходной регулятор постоянногонапряжения при нахождении рабочей точки В ДИаПВЗОНЕ От то ДО т 2 (ПЕРВаЯ ПОЛОВИНа периода), а в диапазоне от 12 до т 4 (вторая половина периода) стабилизатор работает как регулятор с параллельным регулирую щим элементом,При сдвиге фазы сигнала пилообразнойформы относительно тактового сигнала, равной 90 эл.градмаксимальное выходное напряжение стабилизатора (рабочая точка 10 находится в Т) равно Овх Овых= =2 Овх где у=0,5 - коэффициент заполнения,15 Таким образом, от точки 12 до точки т 4режим работы стабилизатора плавно переходит от режима работы регулятора, понижающего входное напряжение, до режима20 работы регулятора, повышающего входноенапряжение.По сравнению с известным способомпредлагаемый способ позволяет повыситьточность стабилизации напряжения, так как25 обеспечивается плавное регулирование выходного напряжения во всем диапазоне реГУЛИРОВаНИЯ (От то ДО т 4), В тО ВРЕМЯ КаК Визвестном способе при переходе с одногорежима регулирования на другой поддер 30 живается разный уровень выходного напряжения,Кроме того, при реализации предлагаемого способа требуется только один нульорган (компаратор), а в известном способе35 - два, т.е, предлагаемый способ схемно проще реализовать.В предлагаемом способе также достигается автоматическое ограничение 7 по максимуму, т.е, исключен выход стабилизатора40 при работе параллельного регулирующегоэлемента на обратный закон регулирования, в то время как в известном способенеобходимо вводить специальное блок ограничения у.45 В схеме на фиг. 1 стабилизация выходного напряжения достигается путем воздействия сигнала обратной связи на величинуамплитуды сигнала пилообразной формы,Возможно осуществлять образование50 сигнала пилообразной формы от напряжения источника питания Овх. В этом случаедостигается эффект параметрической стабилизации выходного напряжения.Возможно также использование изме 55 нения сдвига фаз сигнала пилообразнойформы относительно тактового сигнала,осуществляя этот сдвиг, например, в зависимости от величины входного или выходного напряжений, 17023498 общем случае для сдвига фаз можно использовать любой другой необходимый сигнал.Таким образом, при использовании предлагаемого способа достигается повышение точности стабилизации выходного напряжения, так как в обоих режимах стабилизации регулируется один и тот же уровень выходного напряжения, в то время как в известном способе при переходе с режима на режим изменяется регулируемый уровень выходного напряжения.Реализация предлагаемого способа проще реализации известного способа изза наличия только одного нуль-органа (компаратора) против двух в известном способе,Формула изобретения 1, Способ управления импульсным стабилизатором постоянного напряжения, содержащим последовательный и параллельный регулирующие элементы, заключающийся в формировании тактового сигнала и формировании сигнала пилообразной формы. имеющего частоту тактового сигнала, измерении входного или выходного напряжений стабилизатора, сравнении пилообразного сигнала с сигналом постоянного тока, причем один из этих сигналов пропорционален величине измеренного входного или выходного напряжений стабилизатора, получении результирующего сигнала в интервале от начала действия 5 пилообразного напряжения до момента егоравенства сигналу постоянного тока и воздействии полученным результирующим сигналом на открывание последовательного регулирующего элемента в течение всего 10 ремени деиствия этого сигнала, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации выходного напряжения и упрощения осуществления, сигнал пилообразной формы сдвигают по фазе 15 относительно тактового сигнала, а указанный результирующий сигнал сравнения упомянутого сигнала пилообразной формы и сигнала постоянного тока используют также для открывания параллельного регулирую щего элемента в конечной части сигналапилообразной формы, причем границей режимов работы стабилизатора является конец каждого тактового сигнала. 25 2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что сигнал пилообразной формы сдвигают относительно тактового сигнала в зависимости от величины входного или выходного напряжений.1702349 Отакт Составител Техред М.М. Опадчииентал Корректор Н,Ревска зоренко едакто Заказ 4542 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ЖРаушская наб 4/5 роизводст Ух Ъытн, йхг В/ц Йх 5