SU1280593A1 - Pulsed a.c.voltage stabilizer - Google Patents

Pulsed a.c.voltage stabilizer Download PDF

Info

Publication number
SU1280593A1
SU1280593A1 SU853951677A SU3951677A SU1280593A1 SU 1280593 A1 SU1280593 A1 SU 1280593A1 SU 853951677 A SU853951677 A SU 853951677A SU 3951677 A SU3951677 A SU 3951677A SU 1280593 A1 SU1280593 A1 SU 1280593A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
pulse
voltage
width modulator
Prior art date
Application number
SU853951677A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Червяков
Original Assignee
Московский технологический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский технологический институт filed Critical Московский технологический институт
Priority to SU853951677A priority Critical patent/SU1280593A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1280593A1 publication Critical patent/SU1280593A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к импульсным стабилизаторам переменного напр жени . Целью изобретени   вл етс  увеличение КПД стабилизатора. При входном напр жении выше номинального ключевой элемент 3 всегда закрыт, поочередно ввслючаютс  ключи 1, 4 и 2, Скважность импульсов тока через ключевой элемент 2 регулируетс  автоматически блоком сравнени  9 и широтноимпульсным модул тором 10, поддержива  на нагрузке напр жение с посто нной амплитудой. При напр жении сети меньше номинального ключ 2 всегда закрыт, поочередно включаютс  ключи 1, 4 и 3. При напр жении сети равном номинальному посто нно открыты ключи 1, 4, через каждый изкоторых протекает только половина номинального тока. 2 ил.This invention relates to pulsed voltage regulators. The aim of the invention is to increase the efficiency of the stabilizer. When the input voltage is higher than the nominal key element 3 is always closed, the keys 1, 4 and 2 turn on alternately. The squareness of the current pulses through the key element 2 is automatically adjusted by the comparison unit 9 and the pulse width modulator 10, maintaining a constant amplitude voltage on the load. When the network voltage is less than the rated key, the key 2 is always closed, keys 1, 4 and 3 alternately turn on. When the network voltage is equal to the nominal, the keys 1, 4 are constantly open, through each of which only half of the rated current flows. 2 Il.

Description

Фиг. 1 Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам регулировани  электрических величин, и может быть использовано дл  питани  радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  - увеличение КПД стабилизатора. На фиг. 1 изображена блок-схема импульсного стабилизатора переменного напр жени ; на фиг. 2 - схема широтно-импульсного модул тора с подключенным к нему блоком сравнени . Стабилизатор содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 ключевые, элементы, дроссель 5 с обмоткой 6 и дополнительной обмоткой 7, конденсатор 8, блок 9 сравнени , широтно-импульсный модул тор .10. Нагрузка 11 подключена к выходным выводам . , Широтно-импульсньй модул тор 10 (фиг, 2) содержит последовательно соединенные генератор 12, дифферент цирующую цепочку 13, одновибратор 14 с регулируемой длительностью импульса , первую 15 и вторую 16 логические  чейки и первую 17 и вторую 19  чейки Исключающее ИЛИ. Входы логических  чеек 17 и 18 подключены к ин|версному выходу 19 генератора 12 и к пр мому выходу 20 одновибратора 14, а входы логических  чеек 15 и 16 сое динены соответственно с пр мыми и ин версными выходами.генератора 12 и одновибратора 14, управл ющий вход 2 которого соединен с входом 22 широтн импульсного модул тора 10. Выходы ло гических  чеек 17, 15, 16 и 18 выпол нены гальванически разв занными (например с помощью оптронов) и подключ ны -соответственно к первому 23, втор му 24, третьему 25 и четвертому 26 выходам широтно-импульсного модул тора 10. Блок 9 сравнени  содержит, например , датчик 27 амплитуды выходного напр жени  и регулируемый источник 2 напр жени  (например дифференциальны усилитель, один вход которого соедииен с опорньм напр жением, а второй с выходом датчика 27). Первый вывод обмотки 6 дроссел  5 подключен через первый ключевой элемент 1 к входному выводу и через BTO рой ключевой элемент 2 - к общей шине , а второй вывод этой обмотки соединен с выходным выводом Ь через конденсатор 8 - с общей шиной. ПервыйFIG. 1 The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for controlling electrical quantities, and can be used to power electronic equipment. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the stabilizer. FIG. 1 is a block diagram of a switching voltage regulator; in fig. 2 is a diagram of a pulse width modulator with a comparison unit connected to it. The stabilizer contains the first 1, second 2, third 3 and fourth 4 key, elements, choke 5 with winding 6 and additional winding 7, capacitor 8, comparison unit 9, pulse-width modulator .10. Load 11 is connected to the output pins. The Pulse Width Modulator 10 (FIG. 2) contains a series-connected generator 12, a trimming chain 13, a one-shot 14 with an adjustable pulse duration, the first 15 and second 16 logic cells and the first 17 and second 19 exclusive-OR cells. The inputs of logic cells 17 and 18 are connected to the inverted output 19 of the generator 12 and to the forward output 20 of the one-shot 14, and the inputs of the logic cells 15 and 16 are connected to the direct and inverse outputs of the generator 12 and the one-shot 14 that controls the input 2 of which is connected to the input 22 of the width of the pulse modulator 10. The outputs of the logical cells 17, 15, 16 and 18 are galvanically open (for example, using optocouplers) and connected, respectively, to the first 23, second 24, third 25 and the fourth 26 outputs of the pulse-width modulator 10. Block 9 with Equalization contains, for example, an output voltage amplitude sensor 27 and an adjustable voltage source 2 (for example, a differential amplifier, one input of which is connected to the reference voltage, and the second to the output output of the sensor 27). The first terminal of the winding 6 throttles 5 is connected via the first key element 1 to the input terminal and through BTO the key element 2 connects to the common bus, and the second output of this winding is connected to the output terminal B via a capacitor 8 with a common bus. The first

ключевого элемента 2.key element 2.

При открытом ключевом элементе 3 происходит накопление энергии в обвывод дополнительной обмотки 7 дроссел  5 соединен с входным выводом, а второй вывод через третий 3 и четвертьм 4 ключевые элементы - соответственно с общей шиной и выходным выводом . К конденсатору 8 подключен вход блока 9 сравнени , выходом соединенный -с входом широтно-импульсного модул тора 10, выходы которого подключены к управл ющим входам ключевых элементов 1-4. Последние выполнены двухпол рными (например транзистор, включенный в диагональ диодногЪ моста ) , а обмотки дроссел  5 - одинаковыми . Стабилизатор работает следующим образом. Частота переключени  ключевых элементов во много раз превьшает частоту сети, причем при напр жении сети выше номинального ключевой элемент 3 всегда закрыт. При этом блок 9 сравнени  и широтно-импульсный модул тор 10 обеспечивает попеременное открывание ключевых элементов 2 и одновременно элементов 1 и 4.° В момент открытого состо ни  ключевых элементов 1 и 4 дроссель 5 и конденсатор 8 накапливают энергию. При закрывании ключевых элементов 1 и 4 открываетс  ключевой элемент 2 и дроссель 5 разр жаетс  через обмотку 6 на нагрузку 11, напр жение на короторой поддерживаетс  за счет энергии , запасенной в дросселе 5 и конденсаторе 8. В результате этого на выходе стабилизатора по вл етс  напр жение с частотой сети. Амплитуда выходного напр жени  определ етс  скважностью работы ключевого элемента 2. В режиме стабилизации скважность импульсов тока через ключевой элемент 2 регулируетс  автоматически блоком 9 сравнени  и широтно-импульсным демодул тором 10, поддержива  на нагрузке 11 напр жение с посто нной амплитудой . | При напр жении сети меньше номинального блок 9 сравнени , действу  на широтно-импульсный модул тор 10, обеспечивают попеременное открьшание ключевых элементов 3 и одновременно элементов 1 и 4 и закрытое состо ние 31 мотке 7 дроссел  5, При закрывании ключевого, элемента 3 широтно-импуль ный модул тор 10 обеспечивает открывание ключевых элементов 1 и 4, разр д дроссел  5 в нагрузку 11 и йакопление энергии в конденсаторе 8 При закрывании ключевых элементов 1 и 4 конденсатор 8 начинает разр жатьс  через нагрузку, а дроссель 5 через открытый элемент 3 и обмотку 7вновь начинает накапливать энергию 8результате этого на выходе стабили затора по вл етс  напр жение с частотой сети. Величина этого напр жени  определ етс  скважностью импульсов тока через ключевой элемент 3. Посто нна  амплитуда выходного напр жени  поддерживаетс  автоматически блоком 9 сравнени  и широтно-импульсным модул тором 10, которые регулируют длительность импульсов тока через ключе вой элемент 3. Блок 9 сравнени  работает следую1цщ 5 образом. Напр жение с выхода стабилизатора поступает на вход датчика 27 амплиту ды выходного напр жени , а с его выхода сигнал, пропорциональный амплитуде выходного напр жени , поступа ет на управл ющий вход регулируемого источника 28 напр жени , в котором происходит сравнение величины управл емого напр жени  с эталонным, а его напр жение линейно зависит от разности этих напр жений. (Такой источник может быть, например, выполнен на микросхе е К142 Е Н 1 Б). Это напр жение поступает на вход широтно-импульсного модул тора 10 и управ л ет его работой. Широтно-импульсный модул тор 10 работает следующим образом. Напр жение с выхода блока 9 сравнени  поступает на управл ющий вход одновибратора 14 с регулируемой длительностью импульса, запуск которого осуществл етс  по заднему фронту импульса генератора 12 дифференцирующей цепочки 13. При этом, если длительность паузы генератора 12 меньше чем длительность импульса одновибратора 14, дл  сигналов, снимаемых с их пр мых выходов, происходит перекрытие импуЛьсов генератора и одновибратора , и на выходе логической  чейки 15, на входы которой подаютс  сигналы с пр мых выходов генератора 93 и одновибратора, пе иодически по вл етс  напр жение логичч -ской единицы. Длительность импульсов напр жени  на выходе логической  чейки 15 равна разности длительностей импульса одновибратора и паузы 1енератора. На выходе логической  чейки 16 при таких услови х посто нно поддерживаетс  напр жение логического нул , а на выходах логических  чеек 18 и 17 напр жение логической единицы по вл етс  во врем  паузы на выходе логической  чейки 15. Если же длительность паузы генератора больше, чем длительность импульса одноБибратора, то напр жение логической единицы будет периодически по вл тьс  на выходе логической  чейки 16. Длительность импульсов на ее выходе будет равна разности длительностей паузы генератора и импульса одновибратора. При этом на выходе логической  чейки 15 будет посто нно поддерживатьс  нулевой логический уровень, а логические уровни сигналов на выходах  чеек 17 и 18 будут противоположны логическим уровн м на выходе  чейки 16. Таким образом, мен   длительность импульсов одновибратора 14, можно осуществл ть стабилизацию выходного напр жени , сделав уровень логической единицы напр жением, открьтающим ключевые элементы. При этом, если напр жение больше номинального, длительность импульса одновибратора больше длительности паузы генератора и, следовательно , ключевой элемент 3 будет посто нно закрыт, а ключевые элементы 2 и одновременно 1 и 4 будут периодически переключатьс . При напр жении сети ниже номинального длительность импульса одновибратора становитс  меньше длительности паузы генератора, и в результате этого ключевой элемент 2 будет посто-  нно закрыт, а ключевые элементы 3 и одновременно 1 и 4 будут периодически переключатьс . Стабилизаци  осуществл етс  автоматически изменением соотношени  между длительностью импульса одновибратора и паузы генератора. Изобретение позвол ет увеличить КДЦ стабилизатора за счет уменьшени  потерь мощности на ключевых элементах и на управление ими. Это объ сн етс  тем, что при прочих равных услови х ток через открытые ключевые элементыWhen the key element 3 is open, energy is accumulated in the secondary winding of the additional winding 7 throttles 5 is connected to the input output, and the second output through the third 3 and quarter 4 key elements, respectively, with the common bus and the output output. The input of the comparator unit 9 is connected to the capacitor 8, the output connected to the input of the pulse-width modulator 10, the outputs of which are connected to the control inputs of the key elements 1-4. The latter are made two-polar (for example, the transistor included in the diagonal of the bridge diode), and the windings of the choke 5 are the same. The stabilizer works as follows. The switching frequency of the key elements many times exceeds the network frequency, and when the network voltage is above the nominal, the key element 3 is always closed. In this case, the comparison unit 9 and the pulse-width modulator 10 provide alternate opening of the key elements 2 and elements 1 and 4 simultaneously. During the open state of the key elements 1 and 4, the throttle 5 and the capacitor 8 accumulate energy. When the key elements 1 and 4 are closed, the key element 2 opens and the choke 5 is discharged through the winding 6 to the load 11, the voltage of the corothore is maintained by the energy stored in the choke 5 and the capacitor 8. As a result, live with network frequency. The amplitude of the output voltage is determined by the duty cycle of the key element 2. In the stabilization mode, the duty cycle of the current pulses through the key element 2 is automatically controlled by the comparison unit 9 and the pulse width demodulator 10, maintaining a constant amplitude voltage 11. | When the network voltage is less than the nominal block 9 comparison, acting on the pulse-width modulator 10, provide alternate opening of the key elements 3 and at the same time the elements 1 and 4 and the closed state 31 of the coil 7 throttle 5, When the key element is closed, the width-3 element The modulator 10 provides the opening of the key elements 1 and 4, the discharge of droplets 5 to the load 11 and the accumulation of energy in the capacitor 8. When closing the key elements 1 and 4, the capacitor 8 begins to discharge through the load, and the choke 5 through the open element 3 and the winding 7 begins to accumulate energy again; as a result of this, the output of the stabilizer voltage appears at the mains frequency. The magnitude of this voltage is determined by the duty cycle of the current pulses through the key element 3. The constant amplitude of the output voltage is maintained automatically by the comparison unit 9 and the pulse width modulator 10, which regulate the duration of the current pulses through the key element 3. The comparison unit 9 operates the following 5 in a way. The voltage from the output of the stabilizer is fed to the input of the sensor 27 of the amplitude of the output voltage, and from its output a signal proportional to the amplitude of the output voltage is fed to the control input of the adjustable voltage source 28, which compares the value of the controlled voltage reference voltage, and its voltage linearly depends on the difference of these voltages. (Such a source can be, for example, made on the chip e K142 E H 1 B). This voltage is fed to the input of the pulse-width modulator 10 and controls its operation. The pulse width modulator 10 operates as follows. The voltage from the output of the comparator unit 9 is supplied to the control input of a one-shot 14 with an adjustable pulse width, which is triggered on the falling edge of the pulse of the generator 12 of the differentiating chain 13. Moreover, if the duration of the pause of the generator 12 is less than the pulse width of the one-shot 14, taken from their direct outputs, the impulses of the generator and the one-shot are overlapped, and the output of the logic cell 15, the inputs of which are fed from the direct outputs of the generator 93 and the one-shot, The voltage of a logical unit appears pedeodically. The duration of the voltage pulses at the output of logic cell 15 is equal to the difference between the durations of the one-shot pulse and the pause of the generator. Under these conditions, the output of logical cell 16 continuously maintains a voltage of logical zero, and at the outputs of logical cells 18 and 17, the voltage of a logical unit appears during a pause at the output of logical cell 15. If the duration of a generator pause is longer than the duration impulse of one-vibrator, the voltage of a logical unit will periodically appear at the output of logic cell 16. The duration of the pulses at its output will be equal to the difference between the durations of the pause of the generator and the pulse of the one-vibrator. In this case, the output of logic cell 15 will continuously maintain a zero logic level, and the logic levels of the signals at the outputs of cells 17 and 18 will be opposite to the logic levels at the output of cell 16. Thus, by changing the duration of the pulses of the one-shot 14, the output voltage can be stabilized by making the level of a logical unit a voltage that unlocks the key elements. In this case, if the voltage is more than the nominal one, the pulse duration of the one-shot is longer than the generator pause duration and, therefore, the key element 3 will be permanently closed, and the key elements 2 and 1 and 4 simultaneously switch periodically. When the voltage of the network is lower than the nominal one-vibrator pulse duration becomes less than the generator pause duration, as a result, the key element 2 will be permanently closed, and the key elements 3 and at the same time 1 and 4 will periodically switch. Stabilization is carried out automatically by changing the ratio between the duration of the one-shot pulse and the generator pause. The invention makes it possible to increase the QDC of the stabilizer by reducing the power losses on the key elements and on controlling them. This is due to the fact that all other things being equal, the current through open key elements

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Импульсный стабилизатор переменного напр жени , содержащий дроссель, первый вывод обмотки которого соединен через первый ключевой элемент с входным выводом и через второй ключевой элемент - с общей шиной,третий и четвертый ключевые элементы, первые вьгооды которых объединены, а вторые подключены соответственно к общей ши- не и к выходному выводу, конденсаторуAn alternating voltage pulse regulator containing a choke, the first winding terminal of which is connected through the first key element to the input terminal and through the second key element to the common bus, the third and fourth key elements, the first of which are combined, and not to the output terminal of the capacitor 5 О 5 o 00 5five 00 5 five подключенный между выходным выводом и общей шиной, блок сравнени , соединенный входом с конденсатором, а выходом - с входом широтно-импульсного модул тора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управл ющим входам первого, второго, третьего и четвертого ключевых элементов, состо щего из генератора, пр мой выход которого через дифференцирующую цепочку соединен с запускающим входом одновибра- тора, управл ющим входом подключенного к входу широтно-импульсного модул тора , и двух  чеек И, входы первой из которых соединены с пр мыми, а входы второй - с инверсными выходами генератора и одновибратора, а выходы подключены соответственно к второму и третьему выходам широтно-импульсного модул тора, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  КПД стабилизатора, второй вывод обмотки дроссел  соединен с выходным выводом первые выводы третьего и четвертого ключевых элементов подключены к входному выводу через введенную дополнительную обмотку дроссел , в широтно- импульсный модул тор введены две  чейки Исключающее ИЛИ, выход первой из которых соединен с первым, а выход второй - с четвертым выходгши широтно-импульсного модул тора, входы этих  чеек подключены к инверсному выходу генератора и пр мому выходу одновибратора.connected between the output output and the common bus, a comparison unit connected by an input to a capacitor, and an output to an input of a pulse-width modulator, the first, second, third and fourth outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first, second, third and fourth key elements consisting of a generator whose direct output through a differentiating chain is connected to the triggering input of a one-oscillator, the control input connected to the input of a pulse-width modulator, and two cells I, the inputs of oh of which are connected to direct, and the inputs of the second to inverse outputs of the generator and one-shot, and the outputs are connected respectively to the second and third outputs of the pulse-width modulator, characterized in that, in order to increase the efficiency of the stabilizer, the second output of the throttle winding is connected with the output terminal, the first terminals of the third and fourth key elements are connected to the input terminal through the input additional winding of the throttles, two Exclusive OR cells are entered into the pulse-width modulator, the output of which is They are connected to the first, and the output of the second is connected to the fourth output of the pulse-width modulator; the inputs of these cells are connected to the inverted output of the generator and the direct output of the one-oscillator. .1 .one SjraiSjrai -- Фиг.2- FIG. 2 ВНИИПИ Заказ 7066/53 Тираж 836VNIIPI Order 7066/53 Circulation 836 Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4 ПодписноеSubscription
SU853951677A 1985-09-12 1985-09-12 Pulsed a.c.voltage stabilizer SU1280593A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853951677A SU1280593A1 (en) 1985-09-12 1985-09-12 Pulsed a.c.voltage stabilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853951677A SU1280593A1 (en) 1985-09-12 1985-09-12 Pulsed a.c.voltage stabilizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1280593A1 true SU1280593A1 (en) 1986-12-30

Family

ID=21196712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853951677A SU1280593A1 (en) 1985-09-12 1985-09-12 Pulsed a.c.voltage stabilizer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1280593A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 750451, кл. G 05 F 1/20, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1130839, кл. G 05 F 1/20, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4302803A (en) Rectifier-converter power supply with multi-channel flyback inverter
SU1280593A1 (en) Pulsed a.c.voltage stabilizer
SU1334116A1 (en) A.c.voltage pulse stabilizer
SU1130839A1 (en) Pulse stabilizer of ac voltage
SU1436231A1 (en) Variable voltage converter
SU1493987A1 (en) Pulsed ac voltage stabilizer
SU875361A1 (en) Pulsed stabilizer
SU1601608A1 (en) Pulsed a.c. voltage stabilizer
SU1361523A1 (en) A.c.voltage pulse stabilizer
SU1408428A1 (en) Pulsed voltage stabilizer
SU1767649A1 (en) Single-phase constant voltage transformer
SU1220073A2 (en) Secondary d.c.voltage source
SU1171921A1 (en) Stabilized power source
RU2115993C1 (en) Secondary power supply
SU1661848A1 (en) Method of control over d c electromagnetic mechanisms
SU1534678A1 (en) Device for control of stabilizing dc converter
SU1156030A1 (en) A.c.voltage stabilizer
SU1367112A1 (en) D.c.to d.c. voltage converter
SU1239696A1 (en) Switch d.c.voltage stabilizer
SU1624626A1 (en) Reversible current regulator for electroplating and electrochemistry
SU1182499A1 (en) Pulsed d.c.voltage stabilizer
SU498609A1 (en) Pulse AC Voltage Stabilizer
SU1049876A1 (en) Stabilized secondary supply source
SU1658322A1 (en) Regulated dc voltage converter
SU920669A1 (en) Multi-stage pulse dc voltage stabilizer