Многоканальный стабилизированный источник питания

 

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБНЛНЗНРОВАННЫП ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий низкочастотный выпрямитель; входом соединенный с входной клеммой , а выходом - с входом импульсного стабилизатора, выход которого подсоединен к первичной обмотке высокочастотного трансформатора с вторичными обмотками по числу каналов , подключенными через блок управляемых выпрямителей к соответствующим входам блока накопительных элементов, выходы которых подсоединены к соответствующим выходным клеммам и через блок коммутируег ых элементов к управляющему входу импульсного стабилизатора, импульсный. выход которого, через блок выделения, фронта И шульса соединен с входом кольцевого распределителя, выходад которого подключены к управлякицим входам соотаетствукмдих коммутируемых элементов, отличаюцийс я тем, что, с иелью увеличения числа, рабочих каналов .без увеличения габаритов накопительных элементов, в него введены генератор импульсов и блок формирования зеркальных импульсов, причем первый зход блока формирования зеркальных икетульсов соединен с введенным вторьам импульсным выходом импульсного стабилизатора , введенный выход сигнала начальной установки которого подключен к введенному дополнительному входу кольцевого распределителя и к входу начальной установки блока формирования зеркальных импульсов, выходы кольцевого распределителя подсоединены к соответствующим канальным входам блока формирования зеркальных импульсов, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока управляемых выпрямителей , при этом выход генератора импульсов подсоединен к второму входу блока формирования зеркальных импульсов. 2,. Источник питания по п. 1, отличающийся тем, что ё блок формирования зеркальных импуль (Л сов содержит узлы по числу каналов источника, каждый из которых включает два элемента И, два счетчика, узел вьщеления переднего фронта импульса, узел сравнения, элемент задержки, 0-триггер и элемент ИЛИ, причем первые входы обоих элементов Н подсоединены к второму входу блока формирования зеркальных импульсов , канальный вход которого со о соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом элемента ИЛИ и через узел выделения передN 1 него фронта, импульса с установочным входом первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом оо первого элемента И, третий вход которого подключен к С-входу 0-триггера и первому входу блока формирования зеркальных импульсов, вход начальной установки которого соединен с установочными входами счетчиков , выходы которых подключены к соответствующим входам узла сравнения , выход которого соединен с R-входом 0-триггера, 0-вход которого подсоединен к клемме для подключения напряжения питания, а выход 0-триггера соединен с вторым входом эле

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

У50 605F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВМДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОткРытий (21) 3423648/24-07 (22) 16.04.82 (46) 23.07.83. Бюл. М 27 (72) И.Н. Богданов, А.Ф. Рыбочкин и A.Ë. Мовчан (71) Курский завод "Счетмаш" (53) 621.316.722 ° 1(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 525211, кл. ЬОЗ F 1/56, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 773366006677, кл. G 05K 1/56, 1977. (54)(57) 1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗИРОБАННЬИ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий низкочастотный выпрямитель, входом соединенный с входной клеммой, а выходом — с входом импульсноFo стабилизатора, выход которого подсоединен к первичной обмотке высокочастотного трансформатора с вторичными обмотками по числу каналов, подключенными через блок управляемых выпрямителей к соответствующим входам блока накопительных элементов, выходы которых подсоединены к соответствующим выходным клеммам и через блок коммутируемых элементов к управляющему входу импульсного стабилизатора, импульсйый. выход которого: через блок выделения фронта импульса соединен с входом кольцевого распределителя, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих коммутируемых элементов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения числа. рабочих каналов без. увеличения габаритов накопительных элементов, в него введены генератор импульсов и блок формирования зеркальных импульсов, причем первый вход блока формирования зеркальных импульсов соединен с введенным вторым импульсным выходом импульсного стабилизатора, введенный выход сигнала началь ной установки которого подключен

„„SU„„ 1ОЗО778 А к введенному дополнительному входу кольцевого распределителя и к входу начальной установки блока формирования зеркальных импульсов, выходы кольцевого распределителя подсоединены к соответствующим канальным входам блока формирования зеркальных импульсов, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока управляемых выпрямителей, при этом выход генератора импульсов подсоединен к второму входу блока формирования зеркальных импульсов.

2. Источник питания по п. 1, отличающийся тем, что Я блок формирования зеркальных импульсов содержит узлы по числу каналов источйика, каждый из которых включает два элемента И, два счетчика, С узел выделения переднего фронта импульса, узел сравнения, элемент задержки, 0-триггер и элемент ИЛИ, причем первые входы обоих элементов

И подсоединены к второму входу блока формирования зеркальных импульсов, канальный вход которого соединен с вторым входом первого (Д элемента И и первым входом элемента

ИЛИ и через узел выделения переднего фронта импульса с установочным входом первого счетчика, счетный вход котброго соединен с выходом первого элемента И, третий вход Q0 которого подключен к С-входу 0-триггера и первому axe блока формирования зеркальных импульсов, вход начальной установки которого соединен с установочными входами счетчиков, выходы которых подключены к соответствующим входам узла сравнения, выход которого соединен с й-входом О-триггера, 0-вход которого подсоединен к клемме для подключения напряжения питания, а выход 0-триггера соединен с вторым входом эле1030778 мента ИЛИ и со вторым входом нторого элемента И, а через элемент задержки с устаковочкым входом второго счетчика, счетный вход которого

Ф

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано . в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной и .измерительной техники и средств .связи

Известен многоканальный стабилизированный источник пигания, содержащий .общий источник опорного напряжения, общую схему сранкения и стабилизатор напряжения в каждом ка- нале 1).

Наиболее близким к изобретению

IIo.технической сущности-является ---— .многоканальный стабилизированный источник питания, содержащий общий источник опорного напряжения, общую схему сравнения и общий иьлульскый стабилизатор напряжения, выход которого подсоединен к первичной обмотке высокочастотного трансформа- тора с и- выходными обмотками, последние через блок вторичных управляемых выпрямителей соединены с соответствующими входами блока накопительных элементов, выходы которых через ком-, мутатор подсоединены к входу измерительного органа импульсного стабилизатора, импульсный выход стабилизатора через схему выделения фронта импульса подсоединен к .входу кольцевого распределителя, выходы которого соединены с соответствующими-управляющими входами вторичных управляемых выпрямителей и ком- мутирующих элементов 2 g.

Недостаток известного источника пи".ания заключается в том, что с увеличением числа каналов источника питания и, особенно, при их неравномерном потреблении энергии появляются большие трудности в организации накопления энергии в накопительные элементы каналов. Во-первых, увеличение числа каналов приводит к уменьшению подачи энергии в нако,пительные элементы каналов из-эа . увеличения интервала времени между моментами подзаряда накопителей.

Изменение.времени подачи энергии в каналы приводит не только к увеличению емкостей накопительных элемен.тов, но и к подаче большего количества энергии во время заряда (накопления) в накопительные-элементы соответствующего канала, а это подключен к выходу второго элемента И, при этом выход элемента ИЛИ соединен с выходом блока формироваHHR зеркальных иъячульсов.

2 значит, что в другой канал нужно недодать энергии, при этом сохраняя период. подачи энергии в каналах.

Во-вторых, при больших количествах

5 отдачи энергии а нагрузку т.е. при больших нагрузках во многих каналах происходит резкий разряд накопленной энергии соответствующих каналов. В результате требуется подзарядка накопительных элементов, а это можно сделать только уменьшив интервал времени между моментами подзаряда, который зависит от числа — -каналов. † это приводит к ограничению числа каналов источника питания.

Целью изобретения является увеличение числа рабочих каналов без унеличения габаритов накопительных элементов.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный стабилизированный,источник питания, содержащий низкочастотный выпрямитель, входом

$5 соединенный с входной клеветой, а выходом — с входом импульсного стабилизатора, выход которого подсоединен к первичной обмотке нысокочастотного траксформатора с вторичными обмотgg ками по числу каналов, подключенными через блок управляемых выпрямителей к соответствующим входам блока накопительных элементов, ныходы -которых подсоединены к соответствующим

З выходным клеммам и через блок коммутируемых элементов к управляющему входу импульсного стабилизатора„ ищтульскый выход которого через блок выделения фронта импульса соединен с входом кольцевого распреде ® лителя, выходы которого подключены к управляющим входам соотнетстнующих коммутируемах элементов, введены генератор импульсов и блок формирования зеркальных импульсоэ, 45 причем первый вход блока формирования зеркальных импульсов соединен с введенным вторым импульсным выходом. импульсного стабилизатора, введенный выход сигнала начальной

Щ установки которого подкхпочен к введенному дополнительному входу коль цевого распределителя и к входу начальной установки блока формирования зеркальных импульсов, выходы

1030778 кольцевого распределителя подсоединены к -.оотэетствующим канальныи входам блока формирования зеркальных импульсов, выходы которого соединены с .соответствующими управляющими входами блока управляемых выпрямителей, при этом выход генератора импульсов подсоединен к второму входу блока формирования зеркальных импульсов., Кроме того, блок формирования зеркальных импульсов содержит узлы по числу каналов источника, каждый из которых включает два элемента И, два счетчика, узел выделения переднего фронта импульса, узел сравнения, элемент задержки, 0-триггер и элемент ИЛИ, причем первые входы обоих элементов И подсоединены к второму входу блока формирования зеркальных имтульсоэ, канальный вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом элемента ИЛИ и через узел выделения переднего фронта импульса с установочным входом первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, третий вход которого подключен к С-входу

0-триггера и первому входу блока формирования зеркальных импульсов, вход начальной установки которого соединен с установочными входами счетчиков, выходы которых подключены к соответствующим входам узла сравнения, выход которого соединен с й-входом О-триггера, 0-вход которо го подсоединен к клемме для подключения напряжения питания, а выход

0-триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с вторым входом второго элемента И„ а через элемент задержки с установочным входом второ го счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, при этом выход элемента ИЛИ соединен с выходом блока .формирования зеркальных импульсов.

На фиг. 1 приведена структурная схема источника питания, иа фиг. 2— схема одного нз узлов блока формирования зеркальных импульсов.

Иногоканальный стабилизированный источник питания содержит низкочастотный выпрямитель 1, бюнэк коммутирующих элементов 2.1-2.п, импульс ный стабилизатор 3, блок 4 выделеии фронта импульса, кольцевой распре- . . делитель 5, высокочастотный трансформатор 6, блок вторичных управляемых выпрямителей ° 7..1-7.п, блок накопительных элементов 8.1-8.п, блок нагрузок 9, подключенный к выходным клеммам, блок 10.1-10.п формирования зеркальных импульсов, генератор 11 импульсов. Блок формирования зеркальных импульсов содер- жит два элемента И 12 и 13, узел 14 выделения переднего фронта импульсов, дэа сметчика 15 и 16, узел 17 сравнения, элемент 18 задержки, 0-триггер 19 и элемент ИЛИ 20, первый вход 21 блока, вход 22 начальной

5 установки блока, канальные входы

23-25 блока, второй вход 26 блока.

Источник питания работает следукщим обраэом.

При отключенном напряжении сети

30 на выходе низкочастотного выпрями.теля 1 отсутствует напряжение. Импульсный стабилизатор 3 не генерирует, на вторичных обмотках эысокочастотного трансформатора 6 отсутствует напряжение, на выходах управляемых выпрямителей 7.1-7.п, на накопительных элементах 8.1-8.п и в нагрузке 9 отсутствует напряжение. Кольцевой распределитель 5, счетчики 15 и 16 и 0-триггер 19 блока 10.1-10.п находятся в исходном состоянии. Генератор 11 иьиульсов не генерирует.

При включении напряжения сети на выходе низкочастотного выпрямителя 1 появляется выпрямленное напряжение, которое поступает на вход иьтульсного стабилизатора 3, последний вырабатывает сигнал начальной установки, поступающий на вход начальной установки кольцевого распределителя 5 и на вход 22 начальной установки блока 10.1-10.п, устанавливая кольцевой распределитель 5 и счетчики 15 и 16 блока 10.1-10.п — 35 э исходное состояние. Исходное.состояние счетчиков 15 и 16 сравнивается узлом 17 сравнения, в результате чего на его выходе будет низкий уровень напряжения, которое устано4Q вит 0-триггер 19 в исходное (нулевое 1 состояние. На выходе каждого канала блока 10.1-10.п формирования зеркальных импульсов будет присутствовать низкий уровень напряжения, который удерживает блок вторичных

1 управляемых выпрямителей 7. 1-7. и в закрытом состоянии. В нагрузке 9 будет отсутствовать напряжение.

После выработки сигнала начальной установки импульсный стабилизатор 3 вырабатывает прямоугольные импульсы частотой F, которые по соответствующим выходам стабилизато. ра 3 поступают через высокочастотя . ный трансформатор 6 на силовые входы блока управляемых выпрямителей 7.1-7.п, с первого импульсного выхода через узел 4 выделения фронта импульса — на вход кольцевого распределителя 5, а с второго им60 пульсного выхода — на первый вход

21 блока 10.1-10.п формирования зеркальных импу.

Так, при поступлении первого импульса кольцевой распределитель

65 5 устанавливается в первое состоя1030778 ние, на первом выходе его появляется высокий уровень напряжения (ло-. гическая единица) .

Потенциал с выхода первого разряда кольцевого распределителя 5 поступает на соответствуюший управлжощий вход коммутируюцего элемента

2.1, на канальный вход 23 блока

10.1-10.п формирования зеркальных импульсов. В блоке 10.1-10.п сигнал с канального входа 23 поступает на вход узла 14 выделения переднего фронта.импульса, сформированный импульс поступает на второй установочный вход счетчика 15 и устанавливает его в исходное состояние, на второй вход элемента И 12 и на один .из входов элемента ИЛИ 20, через который сигнал поступает на управляющий вход вторичного управляемого выпрямителя 7. 1 ° Таким образом, в данный момент будут подготовлены к работе вторичный управляемый выпрямитель 7.1, коьмутирующий эле-; мент 2.1 и счетчик 15. Силовой импульс с выхода импульсного стаби.лизатора 3 поступает на высокочас= тотный трансформатор 6, с выходных обмоток которого поступает на входы вторичных управляемых выпрямителей

7 и проходит через первый канал

7.1, так как только он разрешен в данный момент, который преобразовывает его в постоянное напряжение, последнее накапливается на накопительном элементе 8.1, с выхода накопительного элемента 8.1 напряжение через разрешенный коммутирукщий элемент 2.1 поступает иа вход измерительного органа импульсного стабилизатора 3, сравнивается с опорным, напряжением и сигнал рассогласова- . ния между ними учитывается импульс-, ным стабилизатором 3.

Так происходит стабилизация напряжения s интервалах .времени„ в данном случае первого канала напряжения.: Одновременно в момент стабилизации соответствующего какала напряжения происходит запоминание длительности отстабилизированного силового импульса данного канала блоком 10.1-10.п формирования зеркальных импульсов. В этот момент с второ о выхода стабилизатора 3 поступает сигнал, равный по длительности силовому импульсу данного канала напряжения, на первый вход-21, блока 10.1-10.п формирования зеркаль ных импульсов и разрешает проход импульсов генератора 11, поступавших на второй вход 26 блока 10.110.п через элемент И 12 соответствую ro канала, .в данном случае через элемент И 12 канала 10.1 на счетный вход счетчика 15, на котором происходит запоминание длительности стаби лизированного импульса первого канала напряжения.

После окончания импульса выделен-. ный узлом 4 задний фронт первого импульса переводит кольцевой распределитель 5 в новое (второе) состояние. Возникший потенциал на втором выходе кольцевого распределителя 5 подготавливает к работе второй канал 2.2 блока коммутирую10 щих элементов и, проходя через элемент ИЛИ 20 блока 10.2 формирования зеркальных импульсов, открывает второй канал 7.2 блока вторичных управляемых выпрямителей, а проходя через узел 14 выделения переднего фронта импульса, устанавливает в исходное состояние счетчик 15 н разрешает элемент И 12 какала 10.2 блока форэжрования зеркальных импульсов.

2О В момент появления силового импульса на выходе стабилизатора 3 наступает процесс стабилизации во втором канале напряжения. В это же время с второго выхода стабилизатора 3 поступает второй импульс на первый вход блока 10.1=10..п, который разрешает проход импульсов генератора 11 через элемент И 12 на счетный вход счетчика 15 канала 10.2, последний запоминает длительность стабилизированного импульса второго канала напряжения. Процесс повторяется.

Одновременно с процессом стабилизации.импульса второго канала и его запоминания на счетчике 15 канала

10. 2 поступивший второй импульс с выхода стабилизатора 3 на первый вход блока 10.1-10.п устанавливает передним фронтом 0-тригер 19 перво- . го канала 10.1 в единичное состояние. Так как в этот момент счетчики . 15 и 16 имеют различное -состояние счетчик 15 находится в состоянии, равном длительности стабилйэированного импульса первого канала, а счетчик 16 находится в исходном состоянии),- на выходе узла 17 сравнения присутствует высокий уровень, который не препятствует установке по С-входу 0-триггера в единичное

50 состояние. Высокий потенциал на выходе 0-триггера 19 через элемент

ИЛИ 20 открывает вторичный управляемый выпрямитель первого канала

7.1 и разрешает элемент И 13 первого

55 канала 10.1 блока 10.1-10.п .для прохода импульсов генератора 11 на счетный вход счетчика 16. Счетчик

16 первого канала продолжает воспринимать импульсы-от. генератора 11, 40 до тех пор, пока состояние его не станет равным состоянию счетчика

15,данного канала. Состояние счетчиков 15 и 16 сравнивается узлом 17 сравнения, и как только их cocrop-g5 ния будут .равны, на выходе узла

1030778

17 сравнения станет низкий уровень напряжения (логический нуль), кото. рый поступает на й-выход 0-триггера 19, устанавливая его в нулевое состояние, последний запрещает про- . ход импульсов генератора 11 через элемент 13 на счетный вход счетчика 16, через элемент 18 задержки заднего фронта устанавливает счетчик

16 в исходное состояние и, поступая через элемент ИЛИ 20, закрывает управляемый выпрямитель 7. Так на

0-триггере 19 сформировался идентичный (зеркальный) импульс первого канала, равный по длительности первому стабилизированному импульсу, длительность которого сохраняется на счетчике 15 до прихода нового (последующего) импульса с первого разряда кольцевого распределителя 5 на канальный вход 23 блока 10.1. По приходу на первый вход 21 блока

10.1-10.п формирования зеркальных .импульсов третьего импульса блок 10 по первому каналу формирует второй зеркальный импульс, по второму каналу первый зеркальный иьяульс, а по третьему каналу гроизводит запоминание длительности стабилизируемого иьнульса и т.д.

Так, при каждом поступившем импульсе частотой следования P на первый вход блока 10 в одном из каналов будет происходить запоминание его длительности, а в остальных каналах будут формироваться зеркальные импульсы, соответствующие каждый своему стабилизированному импульсу канала, который хранится на первом счетчике 15 соответствующего канала блока.

При достижении и-го состояния кольцевого распределителя 5, количество состояний которого определяется числом каналов напряжения источника, устройство переходит снова к первому каналу. В этот момент первый канал снова будет подключен к измерительному органу стабилизатора

10 3, происходит сравнение выходного напряжения первого канала с опорньм напряжением, т.е. стабилизация напряжения данного канала. Процесс повторяется..

Таким образом, использование блока формирования зеркальных импульсов при канально-импульсной стабилизации позволило интервалы между временамь стабилизации напряжения канала заполнить зеркальными импульсами, что дает возможность подзаряжать (накапливать) энергию в накопительные элементы каждого канала не только стабилизированными иьачульсами, 25— период которых зависит от числа каналов, но и от дополнительных зеркальных (идентичных стабилизированным) импульсов, период которых определяется частотой следования стабилизатора. Это исключает эависикость подачи энергии в нагрузку соответствующего канала от количества каналов источника питания. Независимая подзарядка накопительных элементов от числа имеющихся каналов

З5 в источнике питания позволило не только уменьшить емкость накопительных элементов, но и увеличить число каналов в исто нике питания.

1030778

Составитель С.Чернышова

Техред И. Тепер Корректор Т. Иитрович

Редактор О. Юрковецкая.

Тираж B74- Подписное

БНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5212/48

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,