Способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскимиСоциалистическихРеспублик 1970600(1 М Кт э с присоединением заявки Нов Н 02 М 3/335С 05 Р 1/64 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю.И,Драбович, И.О.Слесаревский, С,В.Салко,и Э.В.Демиденко 1) Заявител ститут электродинамики АН Украинской 54) СПОСОБ СТАВИЛИ АЦИИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕН ТРАНЗИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ираюкотое вхоля,колеми воздейды транэисрывая и Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри построении вторичных нсточникопитания. Известен способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения, при котором регулятором напряжения являются транзисторы преобразователя, работающие в режиме широтно-импульсной модуляции 11 1.Недостатками такого способа являются сложность схемы управления,вызванная необходимостью использования широтно-импульсного модулятора, и малое быстродействие системы стабили" зации напряжения при различных переходных процессах.Существенное увеличение быстродей ствия системы стабилизации достигается при использовании двухпозиционного принципа регулирования.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ стабилизации выходного напряжения транэис 2 торного преобразователя постоянного напряжения, заключающийся в измерении выходного напряжения преобразователя, сравнении его с заданными верхним и нижним опорными уровнями напряжейий и формировании соответственно эап щего и запускающего сигналов, рыми воздействуют на управляющи ды транзисторного преобраэовате срываяи возбуждая процесс авто баний21.Недостатки известного способа - низкий КПД и повышенные пульсации выходного напряжения, что вызвано до-. полнительными переключениями транзисторов преобразователя при каждой коммутации, обусловленной процессоФ двухпозиционной стабилизации.Цель изобретения - увеличение КПД и уменьшение пульсаций выходного напряжения стабилизированных транзистор ных преобразователей.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения, заключающемуся в измерении выходного напряжения преобразователя, сравнении его с заданными верхним и нижним опорными уровнями напряжений и формировании соответственно запирающего и запускающего сигналов, которыствуют на управляющие вхосторного преобразователя,возбуждая процесс автоколе 970600баний, запирающий сигнал формируют в момент равенства верхнего опорного уровня напряжения и результирующего сигнала, образованного путем суммирования измеренного выходного напряжения с импульсами напряжения, кото рые формируют в моменты переклкчения транзисторов преобразователя,На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг.2 - времен ные диаграммы, поясняющие способ стабилизации при изменении входного напряжения транзисторного преобразователя. 15Устройство содержит источник 1 питания, транзисторный преобразователь 2, состоящий из задающего генератора 3, усилителя 4 мощности, выпрямителя 5 и фильтра б, нагрузку 7, блок 8 сравнения, источник 9 верхнего и нижнего опорных уровней напряжений, усилитель 10, сумматор 11, формирователь 12 импульсов,первый 13 и второй 14 компараторы и блок 15 запуска.25На диаграммах фиг.2 использованы следующие обозначения; 16 - напряжение на выходе фильтра б, 17 - то же напряжение при увеличении напряжения источника 1 питания, 18 - импульсы, ЗО получаемые в момент переключения транзисторов преобразователя, 19 нижний опорный уровень напряжения на выходе источника 9 20 - верхний опорный уровень напряжения; 21 35 напряжение на выходе усилителя 10 мощности/ 22 - напряжение на выходе усилителя 10 мощности при увеличении напряжения источника 1 питания.Процесс стабилизации осуществляют следующим образом.Подключают источник 1 питания через транзисторный преобразователь 2, состоящий из задающего генератора 3, усилителя 4 мощности, выпрямителя 5 45 и фильтра б, к нагрузке 7. Возбуждают колебания в задающем генераторе 3, измеряют напряжение на нагрузке 7 и сравнивают его в блоке 8 сравнения с нижним опорным уровнем напряжения, поступающего от источника 9, Сигнал с блока 8 сравнения, равный разности напряжения на нагрузке 7 и напряжения, поступающего от источника 9, подают на усилитель 10. Наряжение с усилителя 10 суммируют в локе 11 с импульсами, формируемыми блоком 12 в момент переключения транзисторов преобразователя Суммарный сигнал подают на вход компаратора 13, на второйвход которого пода- бО ют напряжение, пропорциональное верхнему заданному уровню стабилизируемого напряжения. В момент равенства этих напряжении формируют запирающий сигнал, которым срывают колебания в 65 задающем генераторе 3 и отключают преобразователь 2 от источника 1 питания.Напряжение на выходе преобразователя при отключенном преобразователе 2 поддерживается эа счет накопленнойэнергии в реактивных элементах фильтра б. С течением времени это напряжение уменьшается, Б момент равенства напряжения на нагрузке 7 нижнему заданному уровню на выходе компаратора 14 формируют запускающий импульс, С помощью блока 15 запуска, возбуждают колебания в задающем генераторе 3 в момент поступления запускающего импульса с компаратора 14. Напряжение на нагрузке начинает возрастать до верхнего заданного уровня стабили эации, Далее коммутация преобразователя в процессе стабилизации выходного напрякения повторяется аналогично описанной выше.Напряжение на нагрузке 7 преобразователя 2 в процессе стабилизации изменяется в некоторых пределах фиг.2). Изменение входного напряжения или изменение величины сопротивления нагрузки приводит к соответствующему изменению скорости нарастания и спада напряжения 16 и 17 в прежних пределах 19-20, в результате чего выходное напряжение транзисторного преобразователя 2 остается практически постоянным.Благодаря применению новой последовательности операций, в частности формированию импульсов в блоке 12, суммированию этих импульсов в сумматоре 11 с измеренным выходным напряжением и сравнению результирующего сигнала с выхода сумматора 11 с верхним опорным уровнем напряжения в компараторе 13, на выходе которого формируется запирающий сигнал, срывавтоколебаний преобразователя 2 всегда происходит в момент переключенияего транзисторов, что исключает лишний такт переключения транзисторовпреобразователя при повторении срыва и возбуждения преобразователя,т,е. уменьшает потери на переключение транзисторов. Кроме того, срыв автоколебаний преобразователя всегда происходит с некоторым опережением относительно момента равенства измеренного выходного напряжения преобразователя и верхнего опорного уровня, что позволяет уменьшить пульсацию выходного напряжения при сохранении заданной величины его нестабильности,Таким образом, предлагаемый способ стабилизации позволяет повысить КПД и уменьшить пульсации выходного напряжения стабилизированных транзис.торных преобразователей при сохране970600 Формула изобретения фиг нии высокого быстродействия системыстабилизации выходного напряжения. Способ стабилизации выходного напряжения транзисторного преобразователя постоянного напряжения, заключающийся в измерении выходного напряжения преобразователя, сравнении его с заданными верхним и нижним опорными уровнями напряжений и формировании соответственно запирающего и запускающего сигналов, которыми воздействуют на управляющие входы 15 транзисторного преобразователя, срывая и возбуждая процесс автоколебаний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения пульсаций выходного напряжениятранзисторного преобразователя, запирающий сигнал формируют в моментравенства верхнего опорного уровнянапряжения и результирующего сигнала,образованного путем суммирования измеренного выходного напряжения с импульсами напряжения, которые формируют в момент переключения транзисторов преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Раинчик В.М. Стабилизированныепреобразователи напряжения. - Сб,970600 иг Составитель Ведактор Л.Пчелинская Техред А.Лч ск оррект Закаэ 84ажтве дпи лиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,17/71 Тир ВНИИПИ Государс по делам иэоб 113035, Москва, 21ного комитений и откры5, Раушская а СССРийнабд.4/5