Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения - уменьшение динамических потерь путем улучшения формы тока через ключевой элемент при одновременном упрощении. Цель достигается тем, что в вольтодобавочном узле 4 диоды 5 и 6 соединены последовательно-согласно и подключены параллельно входу сглаживающего LC-фильтра таким образом , что анод диода 5 соединен с первым выводом дросселя сглаживающего LC-фильтра 2, а катод .диода 6 - с общим (положительным) вьгаодом подключения источника питания и нагрузки . Дроссель 7 вольтодобавочного узла 4 включен на входе ключевого элемента 1, а конденсатор 8 - между общей точкой соединения диодов 4 и 5 и общей точкой дросселя 7 с ключевым элементом 1. При выключенном .ключевом элементе 1 коэденс атор 8 обеспечивает непрерывность тока через дрос- - сель 7. Динамические потери уменьшаются за счет снижения напряжения на ключевом элемен -е 1 при его выключении и уменьшения тока через ключевой элемент. 2 ил. 0

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU,„, 1467543 (51)4 G 05 F 1/56 t ECON @

ПйтЕцтид- 4 сХ,:,:-„,;:„-лая е, ilail, о:,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4257354/24-07 (22) 05.06.87 (46) 23 .03.89. Бнн . N - 11 (72) В.А.Поляков (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 813619, кл. Н 02 H 3/335, 1983.

Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник.

Под ред. Г.С.Найвельта, M.: Радио и связь, 1986, с. 340 341, рис. 8,26в. (54) ЮЯ1УЛЬСНЬЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения — уменьшение динамических потерь путем улучшения формы тока через ключевой элемент при одновременном упрощении. Цель достигается тем, что в вольтодобавочном узле 4 диоды

5 и 6 соединены последовательно-согласно и подключены параллельно входу сглаживающего ЬС-фильтра таким образом, что анод диода 5 соединен с первым выводом дросселя сглаживающего

LC-фильтра 2, а катод диода 6 — с общим (положительным) выводом подключения источника питания и нагрузки . Проссель 7 вольтодобавочного узла 4 включен íà входе ключевого элемента 1, а конденсатор 8 — между общей точкой соединения диодов 4 и 5 и общей точкой дросселя 7 с ключевым элементом 1. При выключенном ключевом элементе 1 конденсатор 8 обеспечивает непрерывность тока через црос-. сель 7. Динамические потери уменьшаются за счет снижения напряжения на ключевом элемен е 1 при его выключении и уменьшения тока через ключевой элемент. 2 ил.

1 1467543 2

Изобретение относится к радиоэлект.ронике и может быть использовано в: качестве источника питания радиоэлектронной аппаратуры стабилизированным

5 напряжением постоянного тока.

Цель изобретения уменьшение динамических потерь путем улучшения формы тока через ключевой элемент при одновременном упрощении. 10 . На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора, на фиг. 2 — диаграммы его работы.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит ключевой элемент 1, сглаживающий LC — фильтр ?, блок 3 управления,вольтодобавочный узел 4, состоящий из диодов 5 и 6, дросселя ? и конденсатора 8, выход 20 стабилизатора подключен к выходным выводам 9.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 10 напряжение U на выходе блока 3 управления, 11 — напряже- 25 ние U на дросселе 7, 12 — напряжение U„ на ключевом элементе I, 13 ток j; через ключевой элемент 1, 14

1 ток I через конденсатор 8, 15 — ток

I на входе преобразователя (дрос- 30 селя 7), 16 — напряжение U< на входе сглаживающего LC-фильтра 2.

Кроме того, на фиг. 2 обозначены:

Т вЂ” период управляющего напряжения, Е Е - номинальное и максимальное нэ м значения напряжения на. входе стабилизатора U — напряжение на выходй. ных выводах 9.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом.

В соответствии с импульсами управления, поступающими с выхода блока 3 управления, ключевой элемент 1 открывается на время Т „ — 0,5Т и 45

Т - Т (фиг. 2) и закрывается на время 0 — Т, и 0,5Т вЂ” Т . Во время закрытого состояния ключевого элемента 1 входное напряжение поступает иа выход длЯ IIogKTIloMPHHH нагРУзки 50 через дроссель 7, конденсатор 8, диод 5 и сглаживающий LC-фильтр 2. При

Этом происходит заряд. конденсатора

8 через нагрузку от источника питания, В момент открьгвания ключевого элемента 1 напряжение заряженного конденсатора 8 поступает на выход для подключения нагрузки через ключевой элемент 1, диод б и сглаживающий фильтр

2, Нри этом конденсатор 8 разряжается на нагрузку и по мере разряда конденсатора увеличивается амплитудное значение тока через дроссель 7, Энергия, запасенная в дросселе 7 во время открытого состояния ключевого элемента 1, передается на конденсатор 8 во время закрытого состояния ключевого элемента 1, поскольку напряжение 11 на дросселе 7 изменяет свою полярность и оказывается сложенным с входным напряжением (Ц, фиг.2).

Из фиг. 2 следует, что конденсатор

8 (Iz, фиг. 2), заряжаясь во время закрытого состояния ключевого элемента 1 и разряжаясь во время открытого состояния ключевого элемента 1 на нагрузку, обеспечивает непрерывность тока 15 через дроссель 7 от источника питания и формирует ступеньку (вольтодобавку) напряжения

16 на входе сглаживающего ЬС-фильтра

2 (U, фиг, 2) . Стабилизация напря У жения U на выходе для подключения нагрузки осуществляется изменением соотношения времен открытого и закрыгого состояний ключевого элемента 1 соответственно сигналу, поступающему с выходных выводов на вход блока 3 управления.

При минимальном входном напряжении ключевой элемент 1 открыт полнос- . тью и выходное напряжение равно входному без учета падения напряжения на ключевом элементе 1 в открытом состоянии и падения напряжения на дросселе 7, определяемого активным сопротивлением обмотки дросселя. С увеличением входного напряжения увеличивается время закрытого состояния ключевого элемента 1 и соответственно уменьшается ток 15 от источника питания, при этом амплитудное значение входного тока не увеличивается с увеличением входного напряжения.

Из диаграмм 12 и 13 (фиг. 2) следует, что форма тока через ключевой элемент 1 близка к прямоугольной с уменьшающейся амплитудой во время открытого состояния ключевого элемента 1, а напряжение на ключевом элементе 1 в момент era закрывания меньme чем напряжение источника питания, что и определяет уменьшение динамических потерь в импульсном стабилизаторе напряжения на ?5-307..

0 Tl 0.57 ò2 /Юх "- н

Ф е

Фие. 2

Составитель А. Колоколкин, Редактор В.Данко Техред A. Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ 1195/44 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 з 146754

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий ключевой элемент, соединенный выходным силовым выводом с дрбсселем сглаживающего ЬС-фильтра, выход которого подключен к выходным выводам, вольтодобавочный узел, включающий два диода, дроссель и конденсатор, блок управления, соединенный входом с выходными выводами, а выходом — с управляющим входом ключевого элемента, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения динамических потерь путем улучшения формы тока через ключевой элемент при одновременном упрощении, диоды вольтодобавочного узла соединены последовательно-согласно и подключены параллельно входу сглаживаюmего ЬС--фильтра, дроссель вольтодобавочного узла включен между входным силовым выводом ключевого элемента и входным выводом, а конденсатор вольтодобавочного узла подсоединен между общим выводом последовательно соединенных диодов и общим выводом соединения дросселя вольтодобавочного узла с ключевым элементом.