SU1390605A1

SU1390605A1 - Многофазный импульсный стабилизатор напр жени

Info

Publication number: SU1390605A1
Application number: SU864115923A
Authority: SU
Inventors: Сергей Григорьевич Веремчук; Игорь Бонифатиевич Гнатюк
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6237
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1988-04-23

Abstract

Изобретение относитс к электро технике и может быть использовано в системах электропитани узлов информационно-измерительных систем и других радиоэлектронных устройств. Целью изобретени вл етс упроще

Description

4-0%

20

(Л

со со о

О5

о

СП

ние стабилизатора, повышение его надежности и увеличение КВД. После по влени напр жени питани от вспомогательного преобразовател 1 напр жени на предусилител х 3-6 и узлах блока 7 управлени происходит включение транзисторных ключей 14-17, и на выходном конденсаторе 22 по вл етс выходное напр жение. Это напр жение в блоке 10 сравнени сравниваетс с напр жением узла 9 опорного напр жени . Разностный сигнал поступает на один из входов широтно-импульс- ного модул тора (ШШ) 11, на другой вход которого поступает разность опорного и пилообразного напр жений.

Регистр 12 сдвига и блок 13 совпадени формируют ишротно-импульсные сигналы , длительность которых равна периоду ШИМ 11 с фазовым сдвигом во времени, обеспечива поочередное включение транзисторных ключей 14-17 без перекрыти фаз. Вспомогательный преобразователь 1 напр жени совмещает функции источника вспомогательного напр жени и генератора синхроимпульсов . Дополнительное упрощение стабилизатора и повышение его надежности достигаетс за счет уменьшени количества DLC-фильтров. Возможно использование одного общего DLC- фильтра. 1 ил.

1

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани узлов информационно-измерительных систем и других радиоэлектронных устройств.

Цель изобретени - упрощение стабилизатора , повьш1ение его надежности и увеличение КПД.

На чертеже представлена схема многофазного импульсного стабилизатора напр жени , выпол1-1 енна при числе .ключевых преобразовательных чеек с двум DLC-фильтрами.

Стабилизатор содержит вспомогатель ньй преобразователь 1 напр жени со схемой 2 запуска, вьжод источника вспомогательного напр жени соединен с предусилител ми 3-6 и блоком 7 управлени , содержаш;им формирователь 8 пилообразного напр жени , входом соединенный с синхронизирующим выходом преобразовател t, а выходом - с .узлом 9 опорного напр жени , первый выход которого соединен с блоком 10 сравнени , широтно-импульсный модул тор 11, первый вход которого подключен к блоку 10 сравнени , второй к второму выходу узла 9 опорного напр жени , а выход соединен с входом ре- гистра 12 сдвига и первыми объединенными входами блока 13 совпадени , вторые входы которого соединены с соответствующими выходами регистра 12 сдвига.

0

Выходы блока 13 совпадени соединены с соответствующими управл ющими входами вход щих в состав ключевых преобразователей чеек, предусилите- лей 3-6J выходы которых св заны с входами блоков 14-17 транзисторных ключей. Стабилизатор содержит также фильтрующий узел, состо щий из реку- перационных диодов 18 и 19 и линейных Дросселей 20 и 21, соединенных с выходным конденсатором 22. Фильтрующий узел может быть выполнен в виде одного или нескольких фильтров, входами подключенных к объединенным силовым выводам транзисторньк ключей 14-17.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче входного напр жени U узел запуска 2 запускает вспомогательный преобразователь 1 и в дальнейшем участие в работе не принимает, так как врем зар да его врем задаю- щей цепи выбрано гораздо больше времени переключени преобразовател , а через диод в момент открыти ключа преобразовател в процессе его работы происходит разр д частично зар женной емкости схемы 2 запуска. Пос- ;ле по влени вспомогательного напр жени на предусилител х 3-6 и узлах блока 7 управлени происходит включение транзисторных ключей 14-17 и на выходном конденсаторе 22 по вл етс выходное напр жение Ugbin которое поступает

на вход блока 10 сравнени , где оно сравниваетс с напр жением, поступающим с первого выхода узла 9 опорного напр жени , и усиленный сигнал рассо- гласовани поступает на один из входов широтно-импульсного модул тора 11 Одновременно с по влением вспомога- напр жени на другом выходе преобразовател 1 по вл етс переменное пр моугольное напр жение синхронизации , поступающее на формирователь 8 пилообразного напр жени .

Полученное пилообразное напр жение с удвоенной частотой преобразо- вател поступает на вход узла 9 опорного напр жени , с второго выхода которого разность опорного и пилообразного напр жений поступает на другой вход широтно-импульс- ного модул тора 11, что обеспечивает жесткую синхронизацию работы многофазного импульсного стабилизатора , В результате этого дискретный отбор энергии предусилител ми 3-6 осуществл етс от вспомогательного источника питани строго в полунерио- ды преобразовани . Причем длительность дискреты всегда меньше полупериода преобразовани . Этим практически исключены динамические потери транзисторов вспомогательного преобразовател при относительно малой емкости конденсатора фильтра вспомогательного источника питани ,

Широтно-модулированные импульсы с выхода модул тора 11 поступают на вход регистра 12 сдвига и одновременно на первые объединенные входы блока 13 совпадени . На выходах регистра 12 формируютс импульсы, длительность к-оторых равна периоду Т широтно-импульсного модул тора, сдвинутые один относительно другого на величину, равную Т/п, и поступают на вторые вхо ды блока 13 совпадени . Широтно- модулированные сигналы с фазовым сдвигом во времени с выходов блока 13 совпадени поступают на входы пред- усилителей 3-6, выходы которых соединены с входами блоков 14-17 транзисторных ключей. Транзисторные йлючи 14-17 включаютс поочередно, причем каждый последующий транзисторный ключ включаетс после предыдущего - режим работы без перекрыти фаз. Рассмотрение процессов, происход щих в ключевых пребразовательных чейках , начнем с момента времени, когда

Q

5 0 5

5

0

5

0

5

0

на входе предусилител 3 устанавлива--:. етс уровень логической 1, а на входах предусилителей 4-6 уровень О.

Блок 14 транзисторных ключей открываетс и ток источника протекает по цепи + источника - коллектор - эмиттер транзисторных ключей - линейный дроссель 20 - нагрузка - - источника . Через период времени Т/п после закрыти блока 14 открываетс транзисторный блок 15 и ток источника протекает в нагрузку аналогичным образом через линейньш дроссель 21, Через очередной промежуток времени Т/п открываетс блок 16 и ток протекает через линейный дроссель 20, После выключени блоков 17 весь цикл работы повтор етс .

По сравнению с известными устройствами при сохранении прежнего коэффициента заполнени импульсов напр жени блоков транзисторных ключей коэффициент заполнени импульсов тока линейных дросселей значительно повысилс и может достигать значени К j 40,5, что позвол ет понизить входное питающее напр жение, тем самым расшир етс диапазон возможных .значений взводного напр жени Ugx .

При необходимости возможно использование одного общего линейного дроссел с рекуперационным диодом. Такое функциональное построение нар ду с дальнейшим повьш1ением коэффициента заполнени импульсов тока элементов DLC-фильтра значительно повьш1ает надежность устройства, так как выход из стро одного или нескольких блоков транзисторных ключей из общего п-го количества преобразовательных чеек не приводит к нарушению работоспособности стабилизатора в целом и не требует наличи в устройстве дополнительных резервных чеек.

Таким образом, эффект от использовани предлагаемого многофазного импульсного стабилизатора оцениваетс значительным упрощением устройства, повьш ением его надежности и КПД,

Это достигаетс за счет того, что в предлагаемом стабилизаторе используетс всего один вспомогатель- ньй преобразователь напр жени , совмещающий в себе функции источника вспомогательного напр жени и генератора синхронизирующих импульсов, причем вспомогательный источник работает с облегченной коммутацией, а потребле5 . ние энергии предусилител ми происхдит поочередно через интервал времни Т/п и врем потреблени всегда меньше этого интерв,ала.

Предлагаемое функциональное построение , существенно упрощающее устройство, приводит и к значительному увеличению КПД так как в изв С-тных устройствах при наличии п+1 вспомогательных источников имеют место значительные потери мощности Дополнительное упрощение устройств и повышение его эксплуатационной Надежности достигаетс за счет умешени количества DLC-фильтров, причем эффект усиливаетс при увеличении числа фаз стабилизатора.

Claims

Формула изобретени

Многофазньш импульсный стабилизатор напр жени , содержащиц силовую Часть, выполненную из N ключевых преобразовательных чеек, кажда из которых состоит из транзисторного ключа и предусилител , причем первые силовые выводы транзисторных ключей всех, чеек объединены и подключены к входному выводу, фильтрующий узел, входы которого соединены с вторыми силовыми выводами транзисторных ключей ключевых преобразовательных чеек , а выход - с выходными выводами, блок управлени , состо щий из блока сравнени , широтно-импульсного модул тора , узла опорного напр жени и формировател пилообразного напр жени , причем первый вход блока сравне5

ни подключен к Выходным выводам, второй вход - к первому выходу узла

опорного

напр жени , а выход

0

5

0

5

0

5

к первому входу широтного-импульсного модул тора, регистр сдвига и блок совпадени , первые объединенные входы которого подключены к выходу 11шротно-импульсного модул тора, вторые входы - к соответствующим выходам регистра сдвига, а выходы - к управл ющим входам соответствующих ключевых преобразовательных чеек, отличающийс тем, что, с целью упрощени стабилизатора, повьше- ни его надежности и КПД, в него введены вспомогательный преобразователь напр жени со схемой запуска, основной выход которого подключен к первому входу узла опорного напр жени и к вьшодам питани предусилителей ключевых преобразовательных чеек, а его синхронизирующий выход - к входу формировател пилообразного напр жени , выход которого соединен с вторым входом узла опорного напр жени , второй выход которого подключен к второму входу широтно-импульсного модул тора , выходом соединенного с входом регистра сдвига, кроме того, фильтрующий узел вьтолнен в виде одного или нескольких фильтров, которые подключены входами соответственно к объединенным вторым силовым выводам транзисторных ключей всех преобразовательных чеек или к объединенным по меньшей мере двум вторым силовым выводам транзисторных ключей любых преобразовательных чеек.