SU1220079A1 - Stabilized voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к стабилизированным преобразовател м напр жени  дл  питани  электронных устройств. Цель изобретени  ослабление переходных процессов на выходе, устранение перегрузки и уменьшение помех в сети. Преобразователь содержит вспомогательный узелThis invention relates to stabilized voltage converters for powering electronic devices. The purpose of the invention is to attenuate transient processes at the output, eliminate overload and reduce interference in the network. The converter contains an auxiliary node.

Description

питани  (ВУП) 1, входом соединенный с источником питающего напр жени , входом порогового блока (ПБ) 20 и через усилитель 13, выпр митель 14 и фильтр 15 - с выходом преобразовател . Выход ВУП соединен с входом другого ПБ 16, вторым входом компаратора (KJ 9 и выходами ключей 19, 21. Одни выходы ключей 19, 21 соединены с выходами ПБ 16 и 20. Их другие входы соединены с общей шиной. Выход ПБ 16 соединен также с одними входами ключей 17, 18, другими входами соединенных с выходами селекторов 5, 6. Выходы ключей 17, 18 через согласующий усилитель 12 соединены с управл ющим входом усилител  13. Входы се . 1power supply (OPS) 1, the input connected to the power supply source, the input of the threshold unit (PB) 20 and through the amplifier 13, the rectifier 14 and the filter 15 - with the output of the converter. The output of the OPS is connected to the input of another PB 16, the second input of the comparator (KJ 9 and the outputs of the keys 19, 21. Some of the outputs of the keys 19, 21 are connected to the outputs of PB 16 and 20. Their other inputs are connected to the common bus. The output of PB 16 is also connected to one of the inputs of the keys 17, 18, the other inputs of the selectors 5, 6 connected to the outputs. The outputs of the keys 17, 18 are connected through the matching amplifier 12 to the control input of the amplifier 13. The inputs of sec. 1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  формировани  стабилизироваичого напр жени  питани  электронных устройств.The invention relates to electrical engineering and can be used to form a stabilized supply voltage for electronic devices.

Цель изобретени  - ослабление переходных процессов на выходе,устр нение перегрузки и уменьшение помех в сети.The purpose of the invention is to attenuate transients at the output, eliminate overload and reduce network interference.

На чертеже изображена функциональна  схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство, содержит вспомогательный узел 1 питани , вход которого подключен к входной клемме, задающий генератор 2, выход которого соединен с входом формировател  3 пилообразного напр жени  и входом делител  4 частоты, два выхода которого подключены к первым входам соответствующих селекторов 5 и 6, вторые и третьи входы которых соединены с выходами соответственно ши- ротно-импульсного модул тора 7 и генератора 8 импульсов нарастающей длительности, содержащего компаратор 9,выход которого  вл етс  вькодом,а первый вход - входом генератора, к второму входу компаратора 9 подключены первые выводы резистора 10 и конденсатора 11, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом вспомогательного узла пи20079The device contains an auxiliary power supply unit 1, the input of which is connected to the input terminal, the master oscillator 2, the output of which is connected to the input of the sawtooth generator 3 and the input of the frequency divider 4, the two outputs of which are connected to the first inputs of the respective selectors 5 and 6, the second and the third inputs of which are connected to the outputs, respectively, of a pulse-width modulator 7 and a generator of increasing duration pulses 8 containing a comparator 9, the output of which is a code, and the first input is the input of a generator , the first terminals of the resistor 10 and the capacitor 11 are connected to the second input of the comparator 9, the second terminals of which are connected respectively to the output of the auxiliary node pi20079

лекторов 5, 6 соединены с выходами делител  частоты 4, широтно- импульсного модул тора (ШИМ) 7 и К 9. Первый вход К 9 соединен с одним входом ШИМ и с выходом фор- мировател  пилообразного напр жени  (ФПН) 3. Второй вход ШИМ 7 соединен с выходом фильтра 15. Вход ФПН 3 соединен с входом делител  частоты 4 и с выходом задающего генератора 2. Введение ПБ 20 и ключа 21 позвол ет любое изменение выходного напр жени  под действием дестабилизирующих факторов компенсировать путем изменени  длительности импульсов выходного сигнала ШИМ, что обеспечивает достижение .поставленной цели. 1 ил.The lecturers 5, 6 are connected to the outputs of frequency divider 4, pulse-width modulator (PWM) 7 and K 9. The first input K 9 is connected to one input of PWM and to the output of the sawtooth voltage former (FPN) 3. Second input of PWM 7 is connected to the output of the filter 15. The FPN input 3 is connected to the input of frequency divider 4 and the output of the master oscillator 2. The introduction of PB 20 and key 21 allows any variation of the output voltage under the influence of destabilizing factors to be compensated by changing the pulse width of the PWM output signal that ensures achieving goal. 1 il.

тани  и общей шиной, выход формиро- ,вател  3 пилообразного напр жени  подключен к первому входу генератора 8 импульсов нарастающей длительности , выход согласующего усилител  12 соединен с управл юпщм входом усилител  13 мощности, вход питани  которого присоединен к входной клемме, а к выходу усилител With the common bus, the output of the shaping and the inverter 3 of the sawtooth voltage is connected to the first input of the generator 8 of increasing duration pulses, the output of the matching amplifier 12 is connected to the control input of the power amplifier 13, the power input of which is connected to the input terminal, and to the output of the amplifier

13 подключены последовательно соединенные вьтр митель 14 и сглаживающий фильтр 15, выход последнего подсоединен к второму входу ши- ротно-импульсного модул тора 713 are connected in series an optical starter 14 and a smoothing filter 15, the output of the latter is connected to the second input of a pulse-width modulator 7

и  вл етс  выходом преобразовател , к выходу вспомогательного узла 1 подключен вход порогового блока 16, выход которого соединен с управл ющими входами ключей 17-19, дваand is the output of the converter; the output of the auxiliary node 1 is connected to the input of the threshold unit 16, the output of which is connected to the control inputs of the keys 17-19, two

из KOTopbix включены между выходами селекторов 5 и 6 и входами соответствующего усилител  12, а третий - между общей шиной и вторым входом компаратора 9 генератора 8 импульсов нарастающей длительности к входу вспомогательного узла 1 питани  присоединен вход дополнительного порогового блока 20, выход которого подключен к первому входу четвертого ключа 21, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с вторым входом компаратора 9 генератора импульсов нарастающей длительности.from KOTopbix are connected between the outputs of the selectors 5 and 6 and the inputs of the corresponding amplifier 12, and the third between the common bus and the second input of the comparator 9 of the generator 8 pulses of increasing duration to the input of the auxiliary power node 1 is connected to the input of the additional threshold unit 20, the output of which is connected to the first input the fourth key 21, the second input of which is connected to the common bus, and the output is connected to the second input of the comparator 9 of a pulse generator of increasing duration.

5five

Устройство работает следующим.образом .The device works as follows.

Вспомогательный узел 1 питани  формирует напр жение питани  функциональных элементов устройства управлени . Выходной импульсный сигнал задающего генератора 2 посту- -пает на вход формировател  3 пилообразного напр жени  и через делитеThe auxiliary power unit 1 forms the supply voltage of the functional elements of the control device. The output pulse signal of the master oscillator 2 is supplied to the input of the driver 3 sawtooth voltage and through divide

4частоты - на первые входы селекторо4frequencies - to the first inputs of the selector

5и 6. При этом в течение одного периода частоты задающего генератора открыт селектор 5, а в течение следующего - селектор 6. Пилообраное напр жение выхода формировател 5 and 6. At the same time, during one period of the frequency of the master oscillator, the selector 5 was opened, and during the next period, the selector 6. The sawmill output voltage

3 поступает на первый вход широтно- импульсного модул тора 7. С выхода широтно-импульсного модул тора 7 через селекторы 5 и 6, открытые ключи 17 и 18 и согласующий усилитель 12 на вход усилител  13 мощности поступает широтно-модулированны импульсный сигнал. Выходное напр жение усилител  13 мощности через выпр митель 14 и сглаживающий фильтр 15 поступает на выход устройства и на второй вход широтно-импульсного модул тора 7. Вс кое изменение выходного напр жени  устройства под действием дестабилизирующих факторов приводит к компенсирующему его изменению длительности импульсов выходного сигнала широтно-импульсного модул тора, что обеспечивает заданную стабильность выходного напр жени  устройства.3 is fed to the first input of the pulse-width modulator 7. From the output of the pulse-width modulator 7, through selectors 5 and 6, public keys 17 and 18 and matching amplifier 12 to the input of power amplifier 13 receives a pulse-width-modulated pulse signal. The output voltage of the power amplifier 13 through the rectifier 14 and the smoothing filter 15 is fed to the output of the device and to the second input of the pulse-width modulator 7. Any change in the output voltage of the device under the action of destabilizing factors leads to a change in the pulse width of the output signal of width -pulse modulator, which ensures the given stability of the output voltage of the device.

Устройство включаетс  и работает только тогда, когда его выходное напр жение больше минимально допустимого значени  дл  всего устрой- ства. В этом случае дополнительный пороговый блок 20 включен и четвертый ключ 21 закрыт. При включении устройства, когда выходное напр жение вспомогательного узла 1 питани  меньше минимально допустимого значени , пороговый блок .16 находитс  в выключенном состо нии, при котором ключи 17 и 18 закрыты ключ 19 открыт , конденсатор 11 разр жен и сигнал управлени  на вход усилител  13 мощности не поступает. Когда напр жение питани  устройства управлени  достигает своего допустимого занчени , пороговый блок 16 включаетс , по сигналу с его выхода ключи 17 и 18 открываютс , а ключ 19 закрываетс , и емкостьThe device is turned on and works only when its output voltage is greater than the minimum allowable value for the entire device. In this case, the additional threshold unit 20 is turned on and the fourth key 21 is closed. When the device is turned on, when the output voltage of the auxiliary power node 1 is less than the minimum permissible value, the threshold unit .16 is in the off state, in which the keys 17 and 18 are closed, the key 19 is open, the capacitor 11 is discharged and the control signal to the input of the power amplifier 13 does not arrive. When the supply voltage of the control device reaches its allowable value, the threshold unit 16 is turned on, the signal from its output switches the keys 17 and 18, and the key 19 closes and the capacitance

200794200794

11 начинает зар жатьс . В процессе зар да емкости 11 генератор 8 формирует с частотой задающего генератора 2 последовательность им5 пульсов нарастающей длительности, которые поочередно через селекторы 5 и 6 и открытые ключи 17 и 18 поступают на входы согласукндего усилител  12, ас его выхода - на11 starts charging. In the process of charging the capacitor 11, the generator 8 generates with a frequency of the master oscillator 2 a sequence of 5 pulses of increasing duration, which alternately through the selectors 5 and 6 and the public keys 17 and 18 arrive at the inputs according to the amplifier 12, and its output is

fO вход усилител  13 мощности, чтоfO input amplifier power 13 that

обеспечивает плавное нарастание токов сглаживающего фильтра 15 и усилител  13 мощности, а также тока, потребл емого от сети, и выходногоprovides a smooth increase in the currents of the smoothing filter 15 and the power amplifier 13, as well as the current consumed from the network, and the output

15 напр жени  устройства.15 voltage device.

Когда выходное напр жение устройства достигает своего номинального значени , длительность импульсов, поступающих на вход усилител  13When the output voltage of the device reaches its nominal value, the duration of the pulses arriving at the input of the amplifier is 13

20 мощности, ограничиваетс  длительность импульсов, поступающих на вторые входы селекторов 5 и 6 с выхода широтно-импульсного модул тора , от которого осуществл етс  даль 20 power is limited by the duration of the pulses arriving at the second inputs of the selectors 5 and 6 from the output of the pulse-width modulator, which is far from

25 нейшее регулирование выходного напр жени  устройства.25 is the lowest regulation of the output voltage of the device.

По окончании зар да конденсатора 11 генератор 8 импульсов нарастающей длительности выключаетс . ЕслиAt the end of the charge of the capacitor 11, the generator of 8 pulses of increasing duration is turned off. If a

30 после включени  устройства произойдет уменьшение входного напр жени  до величины, меньшей минимально допустимого значени  дл  всего устройства и большей минимально допустимого значени  дл  вспомогательного узла 1 питани , выходное напр жение устройства уменьшаетс . Одновременно с этим дополнительный пороговьй блок 20 выключитс , четвертьй ключ 21 откроетс , конденсатор 11 разр дитс  и устройство выключитс  , При последующем резком увеличении входного напр жени  до величины , большей минимально допусти мого значени  дл  всего устройства, на- чинаетс  включение последнего, при этом второй пороговый блок включаетс , четвертый ключ 21 закрываетс  и конденсатор 11 начинает зар жатьс . Дальнейшее включение устройства происходит в выше описанной последовательности .30, after switching on the device, the input voltage will decrease to a value less than the minimum acceptable value for the whole device and higher than the minimum acceptable value for auxiliary power supply node 1, the output voltage of the device will decrease. Simultaneously, the additional threshold unit 20 is turned off, the fourth key 21 is opened, the capacitor 11 is discharged and the device is turned off. With a subsequent sharp increase in the input voltage to a value greater than the minimum acceptable value for the entire device, the latter begins to turn on. the threshold unit is turned on, the fourth switch 21 is closed, and the capacitor 11 starts charging. Further switching on of the device occurs in the above described sequence.

3535

4040

5050

Б процессе выключени  устройства , когда входное напр жение стано- витс  меньше минимально донустимо- го значени  дл  всего устройства, дополнительный пороговый блок 20 выключаетс , четвертый ключ 21 от51In the process of switching off the device, when the input voltage becomes less than the minimum permissible value for the entire device, the additional threshold unit 20 is turned off, the fourth key 21 from 51

крываетс , конденсатор 11 зар жаетс  и устройство выключаетс . А после того как выходное напр жение узла питани  управлени  уменьшитс  до своего минимально допустимого значени  , вьпслючаетс  и пороговый блок 16 и ключи 17 и 18 закрываютс  .closes, the capacitor 11 is charged and the device is turned off. And after the output voltage of the control power unit is reduced to its minimum allowable value, the threshold unit 16 is turned off and the keys 17 and 18 are closed.

Устройство может быть эффективно использовано, когда на выходе устройства недопустимы большие переходные процессы, а также, когда существенно ограничены допустимые величины перегрузок и уровн  помех в питающей сети при любом характере изменени  ее напр  же и .The device can be effectively used when large transients are not allowed at the output of the device, as well as when the permissible values of overloads and the level of interference in the supply network are substantially limited for any type of voltage change.

2007920079

Claims (1)

Формула изобретени  Стабилизированный преобразователь напр жени  по авт. св. № 1023310, отличающийс  тем, что,Claims of the invention Stabilized voltage converter according to the author. St. No. 1023310, characterized in that, 5 с целью ослаблени  переходных процессов на выходе, устранени  перегрузки и уменьшени  помех в сети, в него введены дополнительный пороговый блок и четвертый ключ, причем5 in order to attenuate transient processes at the output, eliminate overload and reduce noise in the network, an additional threshold unit and a fourth key are introduced into it, and to первый вход четвертого ключа соединен с выходом дополнительного порогового блока, вход которого подключен к входу вспомогательного узла питани , второй вход четверfS того ключа присоединен к общей шине , а его выход - к второму входу компаратора генератора импульсов нарастающей длительности.The first input of the fourth key is connected to the output of the additional threshold unit, the input of which is connected to the input of the auxiliary power unit, the second input of the fourth key of that key is connected to the common bus, and its output is connected to the second input of the comparator of the pulse generator of increasing duration.