Стабилизированный преобразователь напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 0% (11) 1511 С 0 56 ИЯ САН ОБРЕТ ч И АВТОРСНО соедиторарад котовхоо сое ча,люченыильтраения,что,эдейра оситорог ите напряжения, н с выходом пер ния, а выход дом компарато ференциальног инвертирующий вх ого делителя нап д Я вт оединена, выходусилите вхо диф первог я соед нходо енгенежения. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛХРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 657422, кл. С 05 Р 1/56, 1976,2. Патент США Р 3076131,кл. 321-25, 1963.(54)(57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий инвертор, первый входной вывод которого подключен к первому входному выводу, первый выход инвертора соединенс выходными выводами, а второй выход " с входом выпрямителя, выходкоторого через ключ соединен с входом 1.СЭ-Фильтра, выход которого соединен с вторым входным выводом инвертора и входом первого делителя напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, неинвертирующийвход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, задающий генератор, выход которогонен с управляющим входом инвери стробируюшим входом генератопилообразного напряжения, выхорого соединен с первым из двухдов компаратора, выход которогдинен с управляющим входом клюк второму входному выводу подкобщие точки выпрямителя, 1;СП-фи вход второго делителя напряжо т л и ч а ю щ и й с я тем,с целью увеличения динамическокоэффициента стабилизации приствии широкого частотного спеквозмущений входного напряженияснабжен вторым дифференциальнымлителем, инвертирующий вход косоединен с выходом второго дел веденным управляющиора пилообразного н50 Недостатком известного устройства, являются значительные изменения напряжения на выходе при воздействии широкого частотного спектра возмущений на входе устройства, т.емалая величина динамического коэффициента стабилизации, Это обусловлено тем, что в противопоставленном устИзобретение относится к преобразовательной технике и может найтиприменение при разработке стабилизированных источников питания радиоэлектронной аппаратуры,Известен стабилизированный преобразователь напряжения, который относится к компенсационно-параметрическим импульсным стабилизаторам напря жения и содержит ключевой регулирующий элемент, сглаживающий фильтр,задающий генератор, модулятор шириныимпульсов, устройство согласованияс управляющим входом регулирующегоэлемента и датчик обратной связи.Стабилизированный преобразовательобладает высоким динамическим коэффициентом стабилизации выходного напряжения 11 .Однако его применение ограниченоустройствами со сходными регулировоч.ньпчи характеристиками.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является стабилизированный преобразователь, содержащий инвертор, первый входной. вывод которого подключен к первомувходному выводу, первый выход инвертора соединен с выходными выводами,а второй выход - с входом выпрямителя, выход которого через ключ соеди"нен с входом ЬСР-фильтра, выход которого соединен с вторым входным выводом инвертора и входом первого делителя напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом первогодифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключенк выходу источника опорного напряжения, задающий генератор, выход которого соединен с управляющим входоминвертора и стробирующим входомгенератора пилообразного напряжения,выход которого соединен с первым изДвух входов компаратора, выход кото-.рого соединен с управляющим входомключа, к второму входному выводуподключены общие точки выпрямителя,ЬСП-Фильтра и вход второго делителянапряжения 121 . ройстве невозможно добиться постоянства динамического коэффициента стабилизации в диапазоне частот от нуля до резонансной частоты сглаживающего фильтра при высоком статическом коэффициенте стабилизации и сохранении устойчивости работы стабилизатора.Цель изобретения - увеличение динамического коэффициента стабилизации при воздействии широкого частотного спектра возмущений входного напряжения.Укаэанная цель достигается тем, что стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий инвертор, первый входной вывод которого подключен к первому входному выводу, первый выход инвертора соединен с выходными выводами, а второй выход - с входом. выпрямителя, выход которого через ключ, соединен с входом ЬСВ-фильтра выход которого соединен с вторым входным выводом инвертора и входом первого делителя напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен,к выходу источника опорного напряжения, задающий генератор, выход которого соединен с управляющим входом инвертора и стробирующим входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым из двух входов компаратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, к второму входному выводу подключены общие точки выпрямителя, ЬСБ-фильтра и вход второго делителя напряжения, снабжен вторым дифференциальным усилителем, инвертирующий вход которого соединен с выходом второго делителя напряжения, неинвертирующий вход - с выходом первого делителя напряжения, а выход соединен с вторым входом компаратора, выход первого дифференциального усилителя соединен с введенным управляющим входом генератора пилообразного напряжения.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого стабилизированного преобразователя; на фиг. 2 диаграммы напряжений, поясняющие его работу. Устройство (фиг. 1) содержит инвертор 1, первый входной вывод которого соединен с первым входным выводом, а второй выход инвертора 13 11 176 с входом выпрямителя 2, выход которого соединен с входом ключа 3, выход ключа 3 соединен с входом 1,СР-фильтра 4, выход которого соединен с вторым входным выводом инвертора 1.5 Общие точки выпрямителя 2 и 1,СП- фильтра 4 соединены с вторым входным выводом и входом второго делителя 5 напряжения. Вход первого делителя 6 соединен с вторым входным выводом инвертора 1, а выход - с инвертирующим входом первого дифференциального усилителя 7 и неинвертирующим входом второго дифференциального усилителя 8, инвертирующий вход которого соединен с выходом второго делителя 5 напряжения. Неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя 7 подключен к источнику опорного напряжения Б , Выход задающего генератора 9 соединен с управляющим входом инвертора 1 и стробирующим входом генератора 10 пилообразного напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом первого дифференциального усилителя 7, а выход - с первым входом компаратора 11, второй вход которого соединен с выходом второго дифференциального усилителя 8, а выход - с управляющим входом ключа 3.Устройство электропитания представляет собой вольтдобавочный компенсационно-параметрический стабили,зированный источник питания с широт 35 но-импульсной модуляцией.Задающий генератор 9 вырабатывает импульсы с постоянной частотой следования (диаграмма 12), которые поступают на стробирующий вход гене ратора 10 пилообразного напряжения и управляющий вход инверора 1. Длительность паузы между импульсами задающего генератора 9 обеспечивает восстановление генератора 10 пилооб разного напряжения. На втором выходе. инвертора 1 вырабатывается напряжение вольтодобавки, которое после выпрямителя 2 поступает на вход ключа 3. Напряжение вольтодобавки скла дывается с напряжением на входных выводах.Напряжение с входных выводов инвертора 1 (с выхода стабилизатора) через первый делитель 6 напряжения сравнивается с опорным напряжением ,55 Б на входах первого дифференциаль- ОПнЬго усилителя 7, являющегося усилителем обратной связи. Усиленный сиг 05нал рассогласования, поступая науправляющий вход генератора 10 пилообразного напряжения, регулирует уголнаклона пилы (диаграмма 13) такимобразом, что при увеличении выходногонапряжения угол наклона увеличивается. Пилообразное напряжение подаетсяна первый вход компаратора 11. Второйдифференциальный усилитель 8 выполняет функцию вычитания напряжения,пропорционального входному, из напряжения, пропорционального выходномунапряжению стабилизатора. Разностноенапряжение подается на второй входкомпаратора 11 и является пороговым(диаграмма 13). Таким образом, навыходе компаратора 11 формируются импульсы управления ключом 3 (диаграмма 14), длительность которых зависиткак от разности между выходным напряжением ключевого стабилизатора ивходным напряжением устройства, так иот угла наклона пилообразного напряжения.При постоянном напряжении на входе инвертора 1 второй дифференциальный усилитель 8 отслеживает изменениявходного напряжения таким образом,что при увеличении его на определенную величину на такую же величинууменьшается напряжение на выходефильтра и наоборот. При этом зависимость длительности импульса управления от входного напряжения линейна,если диапазон изменений входного напряжения не превышает напряжениявольтдобавки.Из изложенного следует, что предлагаемое устройство электропитанияявляется компенсационно-параметрическим стабилизатором напряжения и обеспечивает инвариантное регулированиевыходного параметра относительновходного напряжения, что позволяет уменьшить изменения напряжения навыходе при воздействии широкого частотного спектра помех на входе устройства.Это может быть подтверждено следующими расчетами. Закон регулирования записывается в видегде К - коэффициент трансформациинапряжения первичной обмотки трансформатора инвертора 1 в вольтдобавочную обмотку;я, коэффициент заполнения импульсов управления,Преобразуем выражение (1)"НЧКтг =ОН "В или Пр Ч="ггде гг =ггпу, К,Б =о ггпу1 И ХТаким образом, для реализациипараметрической стабилизации используем двухвходовую схему сравнения,на первый вход которой подается линейно нарастающее напряжение, крутизна которого пропорциональна 13, а навторой - напряжение, пропорциональ ное ггг (компаратор 11) . Выходное напряжение на емкости генератора пилообразного напряжения записываетсяв виде3 е С Кд П С- ,л2 С В Сгде К - коэффициент пропорщональности.Уравнение срабатывания компаратора 11 записывается в видеггпу цк Б =11 где К - коэффициент пропорциональ 1ности;- длительность импульса управления на выходе компаратора 11,откуда01 К 12 С1 ем гг кулПоделив обе части на Т (период следования импульсов), получаемгг 1 к йсЧфЬ (3)и К ТЕсли выражение (3) подставить в выражение (2), получаемККС--- 1,КТЭто условие инвариантного регули рования. 20 Таким образом, использование изобретения позволит значительно уменьшить изменения напряжения на выходе при воздействии широкого частотного спектра возмущений на входе стабили ,эированного преобразователя,1117605 2 г.Составитель В.ЦишевскийРедактор О.Юрковецкая ТехредМ,Гергель Корректор В.Гири ираж 8 ак сно Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,7219/32ВНИИПИ Гопо113035, Москв Под митета ССС и открытий наб д,4арственного ко ам изобретений Ж, Раушская