Импульсный стабилизатор постоянного тока

Союз СоветскимиСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пн 978122(22) Заявлено 19.06,81 (21) 3302468/24-07с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Р 1 М К з 6 05 Р 1/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий53 УДК 621. 316, ,722. 1 (088. 8) Опубликовано 30,1182 Бюллетень Йо 44 Дата опубликования описания 30. 11.82(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКАИзобретение относится к электротехнике и может быть использованодля создания стабилизированных источников питания постоянного тока.Известен импульсный стабилизаторпостоянного тока, содержащий силовой ключ, сглаживающий фильтр и схему управления1,Такой стабилизатор имеет высокиетехнические характеристики, но непозволяет работу в широком диапазоне изменения входных. напряжений и токов нагрузки, из-за опасности выхода иэ строя силового ключа в моментрезкого наброса нагрузки или повышения входного напряжения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется импульсный стабилизатор,содержащий включенный последовательно в силовую шину силовой ключ,выход которого подключен к входу ЬСОфильтра, усилитель обратной связи систочником опорного напряжения,входом подключенный к выходу стабилизатора, а выходом - к первому входу органа сравнения, к второму входукоторого подключен выход формирователя пилообразного напряжения, входкоторого подключен к входу стабилизатора2 ,В известном стабилизаторе длительность управляющего сигнала на входесилового ключа может изменяться в5 широких пределах и при резком увеличении нагрузки будет стремитьсяк своему максимальному значению,ток через ключ в этот момент можетдостигнуть опасных значений, чтоможет привести к выходу ключа изстроя, особенно при работе с максимальным входным напряжением,Цель изобретения - увеличениенадежности работы стабилизатора вшироком диапазоне изменения входного напряжения и токов нагрузки.Поставленная цель достигается тем,что в импульсный стабилизатор постоянного тока, содержащий включенный последовательно в силовую шинусиловой ключ, выход которого подключен к входу ЬСР-фильтра, усилитель обратной связи с источникомопорного напряжения, входом подключенный к выходу стабилизатора, а25 выходом в .к первому входу органасравнения, к второму входу которогоподключен выход формирователя пилообразного напряжения, вход которогоподключен к входу стабилизатора, ввеЗО дены ограничитель напряжения и ре978122 зистор, причем резистор включен между первым входом органа сравнения и выходом усилителя обратной связи, ограничитель напряжения подключен к общей точке органа сравнения и резистора,а Формирователь напряжения 5 включает в себя интегрирующий конденсатор, коммутатор, выход которого соединен с интегрирующим конденсатором, задающий генератор, выходом соединенный с входом коммутатора, ре зистор,один выход которого соединен с интегрирующим конденсатором, а другой - с входным выводом стабилизатора.На фиг,1 представлена Функцио нальная схема предлагаемого.стабилизатора; на фиг.2 - эпюры напряжений на выходе задающего генератора, интегрирующем конденсаторе, входе силового ключа.20Устройство содержит силовой ключ 1, ЬСЭ сглаживающий Фильтр, образованный дросселем 2, диодом 3 и конденсатором 4, выход. которого соединен с нагрузкой 5, а вход - с силовым ключом 1, усилитель 6 обратной связи с источником опорного напряжения. Орган 7 сравнения, выход ко= .торого соединен с силовым ключом 1, интегрирующий конденсатор 8, соединенный с первым входом органа 7 сравнения, коммутатор 9, соединенный с конденсатором 8, задающий генератор 10, выход которого подключен к входу коммутатора 9, резистор 11, подключенный одним выводом к конденсатору 8, а другим - к источнику вход-, ного напряжения и силовому. ключу 1, ограничитель 12 напряжения, соединенный с вторым входом органа .сравнения, резистор 13, включенный меж ду выходом усилителя обратной связи и ограничителем напряжения. 45 Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного тока, содержащий включенный последовательно в силовую шину силовой ключ, выход которого подключен к входу ЬС 0-фильтра, усилитель обратной связи с источником опорного напряжения, входом подключенный к выходу стабилизатора, а выходом - к первому входу органа сравнения, к второму входу которого подключен выход формирователя пилообразного напряжения, вход которого подключен к входу стабилизатора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеб 0 личения надежности работы стабилизатора, в него введены ограничитель напряжения и резистор, причем резистор включен между первым входом органа сравнения и выходом усилитеб 5 Устройство работает следующим образом,Сигнал с выхода задающего генератора 10 периодически открывает коммутатор 9 и разряжает интегрирующий конденсатор 8, который заряжается через резистор. 11 от источника входного напряжения, при этом величина напряжения на конденсаторе 8 прямо пропорциональна напряжению питания, В момент времени, когда напряжение на конденсаторе 8 стаиовитсяеньше напряжения на выходе усилиеля 6 обратной связи с подключен" ными к нему ограничителем 12 напряжения и резистором 13, срабатывает орган 7 сравнения и открывает силовой ключ 1. При этом длительность включенного состояния ключа 1 (й Фиг.2) определяется входным напряжением питания и напряжением на вы ,ходе усилителя 6 обратной связи. Резкое изменение нагрузки.приводит к изменениювыходного напряжения и напряжения на выходе уси лителя 6 обратной связи, причеи при набросе нагрузки напряжение на выходе усилителя 6 увеличивается и может превысить напряжение на выходе усилителя б увеличивается и может превысить напряжение ограничения ограничителя 12,в этом случае напряжение.на втором входе. органа сравнения и, соответственно, длительность включенного состояния ключа 1 определяется тольконапряжением питания и напряжениемограничителя 12 и принимает свое максимальное значение 1, которое уменьшается с ростом напряжения питания и увеличивается с уменьшением его (1 сс,), так как Бц ПИ. фиг.2) резистор 13 при этом служит для обеспечения нормальной работы ограничителя 12 и усилителя б.Таким образом, длительность включенного состояния силового ключа 1 ограничивается, что, в свою очередь, снижает ток через него во время пере-. ходных процессов при реэкок:, увеличении нагрузкиТехнико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемого стабилизатора достигается за счет увеличения надежности его работы, воэможности эксплуатации в широком диапазоне изменения входного напряжения и резких набросах нагрузки, а также за счет воэможности применения силовых элементов с меньшими запасами по максимальному току и, следовательно, менее дорогостоящих.Предварительные расчеты показали,что ожидаемый зкономический эффект может составить ориентировочно 510 руб, на один стабилизатор мощностью 100 Вт. ля обратной связи, ограничитель напряжения подключен к общей точке органа сравнения и резистора, а формирователь напряжения включает в себя интегрирующий конденсатор, коммутатор, выход которогосоединен с интегрирующим конденсатором, задающий генератор, выходом соединенный с входом коммутатора, резистор, один выход которого соединен с ин, тегрирующим конденсатором, а другойс входным выводом стабилизатора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Опадчий Ю.ф. Коэффициент стабилизации импульсного стабилизатора напряжения. В кнг ЭТвА. Под ред. Ю,И,Конева. Выпуск 8. М., Сов. радиоф, 1976, с. 80.2, Авторское свидетельство СССРР 541160, кл. С 05 Р 1/56, 1975,Подписное итета СССР ткрытийкая наб., д. 4/5Филиал ППП Патен Ужгород, ул, Проектная,каз 9217/63 Тир ВКИИПИ Государс по делам .изо 113035, Москва, 914енного коетений и-35, Рауш юра мюратауа ЬмоаеРаю егонерагюдра атегрирующею мжФеАюд/Ф 7 дре ра юлрюана ание еддгаюисююра.