Ключевой стабилизатор напряжения
Изобретение отлосится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД, На интервале замкнутого состояния основного 3 и коммутирующего 8 ключей через внутреннее сопротивление резистора 2 происходит з-аряд двух последовательно включенных конденсаторов 6 и 9. После размыкания ключей 3 и 8 замыкания разрядного ключа 5 происходит разряд конденсатора 6 через разрядный резистор 4 на параллельно включенные конденсатор 9 и нагрузку 10. Управление ключами 3, 5 и 8 осуществляется от блока управления 11, вход которого подсоединен к нагрузке 10. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
;„,80„„1418672 А i цц4 С 05 F 1/56
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4176322/24-07 (22) 06.01.87 (46) 23.08.88. Бюл. М- 31 (72) Г.Д.Евтушенко (53) 621.316. 722. 1(088.8) (56) Авторское свидетельство . СССР
Ф 1156343, кл. 0 05 F 1./56, 1982.
Авторское свидетельство СССР
У 838681, кл. С 05 F 1/56, 1979. (54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение отяосится к источ-. никам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД.
На интервале замкнутого состояния основного 3 и коммутирующего 8 ключей через внутреннее сопротивление резистора 2 происходит заряд двух последовательно включенных конденсаторов 6 и 9. После размыкания ключей 3 и 8 замыкания разрядного ключа 5 происходит разряд конденсатора
6 через разрядный резистор 4 на параллельно включенные конденсатор
9 и нагрузку 10, Управление ключами
3, 5 и 8 осуществляется от блока управления 11, вход которого подсоединен к нагрузке 10. 2 ил.
14186/2
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано устройствах электропитания средств автоматики и вычислительной техники, Целью изобретения является увелинение КПД ключевого стабилизатора напряжения, На фиг, 1 представлена схема ключевого стабилизатора напряжения; на иг. 2 — временные диаграммы, пояснящие ее работу.
Ключевой стабилизатор напряжения содержит источник 1 постоянного напряжения, который через внутреннее 15 сопротивление 2 собственно источни ка 1 и основного ключа 3, разрядный резистор 4 и разрядный ключ 5 подсоединен к выходной клемме. Иежду об цей точкой основного ключа 3 с раэ- 0 ядным резистором 4 и общей шиной. включены последовательно соединенные цополнительный конденсатор 6 и диод !
7, общая точка которых через коммутирующий ключ 8 подключена к выходной25 клемме. Иежду выходной клеммой и общей шиной подсоединены выходной конденсатор 9 нагрузки 10 и вход блока 11 управления, управляющие выходы которого подключены к входам управ- 0 ления основного 3, разрядного 5 и коммутирующего 8 ключей.
Стабилизатор работает следующим образом.
При. подаче входного напряжения U напряжение на нагрузке отсутствует и блок 11 управления включает ключи 3 и 8 и отключает ключ 5. При этом происходит заряд емкостей кон- денсаторов 6 и 9.через сопротивле- 40 ние 2.
При t =г., напряжение на емкостях конденсаторов 6 и 9 равно нулю. В процессе заряда конденсаторов би 9 ток через сопротивление 2 уменьша- 45 ется до нуля. Так как емкость кон денсатора 6 меньше емкости конденсатора 9, то напряжение на нем нарастает быстрее, чем на конденсаторе 9.
После заряда емкости конденсатора 6 до напряжения U ток по цепи не протекает и на конденсаторах 6 и 9 устанавливаются напряжения, сумма которых равна входному напряжению U . После этого блок 11 управления отключает ключи 3 и 8 и включает ключ 5. Поскольку напряжение наконденсаторе 6 больше напряжения на конденсаторе 9, то происходит разряд конденсатора 6 и заряд конденсатора 9, При равенстве напряжений.на конденсаторах 6 и 9 диод 7 запирается и конденсатор 9 разряжается на нагрузку 10.
После разряда емкости конденсатора 9 на нагрузку 10 до заданного значения процесс повторяется. (Сделанное допущение, что нагрузка 10 не влияет на заряд конденсаторов 6 и 9, незначительно отражается на точности расчета, но позволяет более наглядно представить работу стабилизатора) .
На фиг. 2 показаны графики изменения напряжений в процессе работы стабилизатора напряжения для . частного случая: емкость конденсатора 6 меньше емкости конденсатора 9 и постоянная времени заряда-разряда емкости конденсатора
6 меньн(е постоянной времени зарядаразряда емкости конденсатора 9.
При подаче входного напряжения
Б((момент времени t<) через емкости конденсаторов 6 и 9 протекает ток заряда. Так как постоянная времени заряда емкости конденсатора
6 меньше постоянной времени заряда емкости конденсатора 9,,то в момент времени t, фиксирующий снижение зарядного тока до нуля, напряжения на емкостях конденсаторов 6 и 9 соответственно равны V < и U» причем U 1 = V6 + U9.
В момент времени t блок управления отключает ключи 3 и 8 и включа- ет ключ 5. Поскольку напряжение на конденсаторе 6 больше, чем напряжение на конденсаторе 9, диод 7 отпирается, конденсатор 6 разряжается, а конденсатор 9 заряжается до нап((! ряжения U9 (момент времени t3).
При равенстве напряжений на конденсаторах 6 и 9 диод 7 запирается и конденсатор 9 разряжается на нагрузку 10
После разряда емкости конденсатора
9 до напряжения V блок 11 управле9 ния отключает ключ 5 и включает ключи 3 и 8 (например, в момент времени tq). Так как емкость конденсатора 9 заряжена до напряжения U 91 ( то за время заряда емкости конденсатора 6 (от t< до t ) она заряжается до напряжения V, а емкость конденсатора 6 — до напряжения U(, причем (6 сохрВННеТсН равенство U = U g + U g, Формула изобретения
u,i
V) Юа
4 уО
Vg
ug
"Vу
Фиа,2
Составитель Ю. Опадчий
Редактор О. Юрковецкая Техред Л.Олийнык КоРРектоР Л. Патай
Заказ 4152/44 Тираж 866 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 14186
В дальнейшем работа стабилизатора происходит аналогично.
Среднее значение на нагрузке U регулируется моментом времени оконча- 5 ния разряда емкости конденсатора 9 до заданного значения.
Амплитуда напряжения на емкости конденсатора 9 изменяется в процессе работы стабилизатора при воздействии 10 дестабилизирующих факторов от U
VI до U>
Увеличение КПД стабилизатора достигается за счет того, что часть запасенной на дополнительном конденса- 15 торе 6 энергии расходуется в основном на подзаряд конденсатора 9, который разряжается затем на нагрузку 1О.
Кроме того, за ()чет сохранения на конденсаторе 6 остаточного напря- 20 кения, равного U, уменьшаются токи через сопротивлейие 2 в моменты включения ключа. 3 (t<, t, и т.д.), а следовательно, повышается КПД стабилизатора, так как за счет уменьшения токов на сопротивлении 2 рассеивается меньшая мощность.
Ключевой стабилизатор напряжения, 30 содержащий основной ключ, одним сило72 вым выводом через резистор подключенный к входной клемме, а другим силовым выводом соединенный с первым выводом конденсатора, конденсатор фильтра, включенный между выходной клеммой и общей шиной и подсоединенный к входу блока управления, первый выходной вывод которого подключен к управляющему входу основного ключа, а второй выходной вывод подсоединен к управляющему входу разрядного ключа, первый силовой .вывод которого соединен с выходной клеммой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения КПД, в него введены диод, коммутирующий ключ и разрядный резистор, а блок управления снабжен третьим выходным выводом, сигнал на котором синхронен с сигналом второго выходного вывода, причем разрядный резистор подключен между общей точкой основного ключа с конденсатором и вторым силовым выводом раэрядного ключа, второй вывод конденсатора через диод подключен к общей шине и через коммутирующий ключ соединен с выходной клеммой, управляющий вход коммутирующего ключа подсоединен к третьему выходному выводу блока управления °
