Импульсный источник питания

 

ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ содержащий ключевой стабилизатор напряжения , состоящий из ключевого элемента, подключенного к входному выводу источника питания, а выходомк LDC-фильтру, модулятор, подключенный к входному выводу источника питания , а выходом - к входу ключевого элемента, причем первый вход, модулятора соединен с выходом узла управления , подключенного к выходным выводам ключевого стабилизатора напряжения , узел защиты, подключенный входньми силовыми выводами к,выходньм выходам ключевого стабилизатора, а выходными силовыми выводами - к двухтактному транзисторному преобразователью напряжения, состоящему из автогенератора Ройера, одним из выходов соединенного с вторым входом мрцулятора, причем выходы автогенератора Ройера соединены с управляющими входами двухтактного транзисторного усилителя мощности, в эмиттерные цепи транзисторов усилителя мошности включен выходной силовой трансформатор, причем узел защиты состоит из датчика тока преобразова теля напряжения, включенного между первьв 4и входным и выходным силовыми выводами узла защиты, узла сравнения , транзистор которого базой соединен со средней тучкой резистивного делителя напряжения, соединенного с выходньин силовьм выводом узла защиты, эмиттером через первый резистор - с первым выходным силовым выводом узла защиты, а коллектором - с первым выводом второго резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, в него дополнительно введены два транзистора, три резистора и два диода, причем база второго введенного транзистора соединена с вторым выводом второго резистора узла защиты, эмиттер - с вторым выходным силовым выводом, а коллектор через первый введенный резистор - с базой первого введенного транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены с первым входом модулятора и первым входным силовым выводсм узла защиты, прячем к эмиттеру и база второго введенного транзистора подключен второй введен ный резистор, к эмиттеру транзистора узла защиты подключен третий введенный резистор, второй вывод которого соединен с катодами введенных диодов, аноды которых соединены с базами транзисторов двухтактного .усилителя мощности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(5П Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPb)THA (21) 3509347/24-07 (22) 10.11.82 (46) 23.03.84. Бюл. М 11 (72) В.М.Лейко .и A.ß.Ãoëüäèíåð (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 819807, кл. Н 02 М 3/335, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

9 333659, кл. Н 02 М 3/335, 1972. (54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ содержащий ключевой стабилизатор напряжения, состоящий из ключевого элемента, подключенного к входному выводу источника питания, а выходомк LDC-фильтру, модулятор, подключенный к входному выводу источника питания, а выходом — к входу ключевого элемента, причем первый вход. модулятора соединен с выходом узла управления, подключенного к выходным выводам ключевого стабилизатора напряжения, узел защиты, подключенный входными силовыми выводами к,выходным выходам ключевого стабилизатора, а выходными силовыми выводами — к двухтактному транзисторному преобразователью напряжения, состоящему из автогенератора Ройера, одним из выходов соединенного с вторым входом модулятора, йричем выходы автогенератора Ройера соединены с управляющими входами двухтактного транзисторного усилителя мощности, в эмиттерные цепи транзисторов усилителя мощ ности включен выходной силовой трансформатор, причем узел защиты

„„SU„„10 1 A состоит нз датчика тока преобразова теля напряжения, включенного между первыми входным и выходным силовыми выводами узла защиты, узла сравнения, транзистор которого базой соединен со средней точкой резистивного делителя напряжения, соединенного с выходным силовьм выводом узла защиты, эмиттером через первый резистор — с первым выходным силовым выводом узла защиты, а коллектором — с первым выводом второго резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, в него дополнительно введены два транзистора, трн резистора и два диода, причем база ф второго введенного транзистора соединена с вторым выводом второго резистора узла защиты, эмиттер — с вторым выходным силовым выводом, С а коллектор через первый введенный ) резистор — с базой первого введенно- Я го транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены с первьм входом модулятора и первьм входным силовым выводом узла защиты, причем к эмиттеру и база второго введенного транзистора подключен второй введен ный резистор, к эмиттеру транзистора узла защиты подключен третий введенный резистор, второй вывод которого соединен с катодами введен. ных диодов, аноды которых соединены с базами транзисторов двухтактного ,усилителя мощности.

1081761

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппарауры.

Известен импульсный источник пита ния, содержащий последовательно соединенные ключевой транзистор, LDCфильтр преобразователь постоянного напряжения с триггером со счетным входом и выходным трансформаторомГ1

Недостатками известного устройства являются его сложность, низкая надежность„связанная с большим количеством элементов, а также большая постоянная времени защиты от перегрузок из-эа наличия интегрирующих элементов в фильтре.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный источник питания, содержащий ключевой стабилизатор напряжения, состоящий из ключевого элемента

LDC-фильтра, модулятора, подключенного,.к входному выводу устройства, а выходом — к ключевому элементу, один вход модулятора соединен с выходом узла управления, подключенного к выходу ключевого стабилизатора, узел защиты, двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выполненный по схеме автогеиератора

Ройера, причем в узел защиты входит датчик тока преобразователя напряжения, узел сравнения, реэистивный дели ель напряжения Г2).

Недостатками известного устройства являются необходимость повторного запуска устройства после срабатывания защиты, низкая надежность работы из-за возможности ложных срабатываний защиты и возможности работы транзисторов преобразователя напряжения в линейном режиме.

Целью изобретения является повышение надежности в работе импульс- ного источника питания эа счет придания ему свойства автоматического с включения после устранения короткого замыкания или перегрузки и за счет защиты от выхода из строя силовых транзисторов усилителя мощности в случае выхода их из режима насыщения при перегрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный источник пита,ния, содержащими ключевой стабилизатор напряжения, состоящий из ключевого элемента, подключенного к входному выводу источника питания, а выходом — к LDC-фильтру, модулятор, подключенный к входному выводу источника питания, а выходом — к входу ключевого элемента, причем первый вход модулятора соединен с выходом узла управления, подключенного к выходным выводам, .ключевого стабилизатора напряжения, узел защиты, подключенный входными силовыми выводами,в к егыходным выводам ключевого стабилизатора, а выходными силовыми выво- дами — к двухтактному транзисторному преобразователю напряжения, состоящему из автогенератора Ройера, одним иэ выходов соединенного с вторым входом модулятора, причем выходы автогенератора Ройера соединены с управляющими входами двухтактного транзисторного усилителя мощности, 0 в эмиттерные цепи транзисторов усилителя мощности включен выходной силовой трансформатор, причем узел защиты состоит из датчика тока преобразо. вателя напряжения, включенного между

15 первыми входным и выходным силовыми . выводами узла защиты, узла сравнения, транзистор которого базой соеди. нен со средней точкой резистивнаго делителя напряжения, соединенного с

Я выходным силовым выводом узла защиты эмиттером через первый резистор — с первым выходным силовым выводом узла защиты, а коллектором — с первым выводом второго резистора, дополнитель25 но введены два транзистора, три резистора и два диода, причем база второго введенного транзистора соединена с вторым выводом второго резистора узла защиты, змиттер с вторым

0 выходным силовым выводом узла защиты а коллектор через первый введенный резистор — с базой первого введенного транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены соответственно с первым входом модулятора и первым входным силовым выводом узла защиты, причем к эмиттеру и базе второго введенного транзистора подключен вто рой введенныи резистор. к эмиттеру транзитора узла защиты подключен тре.

40 тий введенный резистор, второй вывод которого соединен с катодами введенных диодов, аноды которых соединены с базами транзисторов двухтактного усилителя мощности.

45 На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого импульсного источника питания.

Он содержит ключевой стабилизатор

1 напряжения, состоящий из ключевого

50 элемента 2 узла управления 3, силоI вого LDC-фильтра 4, модулятора 8, один из входов которого соединен с коллектором транзистора 6 узла управления 3, и включенный с ним после

5 довательно через узел защиты 7 двухтактныи транзисторный преобразователь

8 напряжения, выполненный на базе задающего генератора 9, типа автогенератора Райера, один из выходов которого соединен со вторым входом модулятора 5, и двухтактного транзисторного усилителя 10 мощности в эмиттерные цепи транзисторов 11 которого включен силовой трансформатор 12. Узел защиты 7 состоит из дат65 чика 13 тока преобразователя 8 на1081761 пряжения, включенного между первыми входной и выходной силовыми клеммами узла защиты 7, схемы 14 сравнения на транзисторе, базой подключенного к средней точке резистивного делителя 15 напряжения, крайними выходами соединенного с выходными силовыми клеммами узла защиты 7, эмиттером через первый резистор 16 — с первой входной силовой клеммой узла защиты

7 коллектором — с одним выводом второго резистора 17. Кроме того, узел защиты 7 соцержит дополнительно введенные два транзистора 18 и 19 (три резистора 20 — 22 и два диода 23 и 24. Причем база второго транзистора 18 соединена с первым выводом второго дополнительного резистора 20 и вторым выводом второго резистора 17 узла защиты 7, эмиттер — с вторым выводом второго дополнительного резистора 20 и с второй силовой клем мой узла защиты 7, а коллектор через первый дополнительный резистор 21

° с базой третьего транзистора 19 узла защиты 7, эмиттер которого соединен с первой входной силовой клеммой уз— ла защиты 7, а коллектор — .с коллектором транзистора 6 узла управления

3 ключевого стабилизатора 1, катоды диодов 23 и 24 соединены вместе и через третий дополнительный резистор

22 подключены к эмиттеру первого транзистора 14 узла защиты 7, а анод каждого из диодов 23 и 24 соединен с базой одного иэ транзисторов 11 усилителя 10 мощности.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии коротких замыканий или перегрузок узел защиты 7 на работу устройства не влияет, и источник питания работает как типовой блок питания, содержащий релейный ключевой стабилизатор 1 напряжения, синхронизированный с преобразователем 8 напряжения через модулятор 5, форми. рующий напряжение пилообразной формы из напряжения прямоугольной формы, поступающего с одной из выходных обмоток трансформатора задающего генератора 9, который также задает рабочую частоту источника питания и фррмирует входные напряжения усилителя

10 мощности. Силовые транзисторы Il последнего поочередно насыщаются, при этом потенциалы их баз и коллекторов становятся практически равныки, С выходных обмоток силового трансформатора 12 снимают напряжения, поступающие к потребителям.

Узел защиты 7 настроен таким обра. зом, что сумма падений йапряжений на дагчика 13 тока и нижнем плече делителя 15 напряжения меньше, чем падение напряжения на резисторе 16 за счет тока, протекающего по цепи: база открытого транзистора 11 усилителя 10 мощности, соответствующий циод . 23 или 24, резистор 22, резистор 16. Тогда транзисторы 12, 18 и

19 закрыты, и узел защиты 7 не влияет на работу стабилизатора 1 напряжения. Сопротивление резистора 17 при этом выбирается в 5-10 раз больше

1О чем сопротивление резистора 22 с тем чтобы при открывании транзистора 14

его ток мало влиял на изменение потенциала эмиттера.

При возникновении перегрузки уве15 личивается падение напряжения на дат чике 13 тока и транзистор 14 начнет открываться. В случае, если перегруз ка значительна и величины базовых токов транзисторов 11 недостаточны для обеспечения их насыщения, резко уменьшается ток через резисторы 16 и 22, что форсирует отпирание транзистора 14. Более того, если ток нагрузки не увеличивается, а выход транзисторов 11 из насыщения произошел под влиянием других факторов, например изменения температуры, все равно транзистор 14 откроется.При этом откроются и транзисторы 18 и 19 в результате чего коллектор транзистора 6 узла управления 3 скаже.ся зашунтированным насыщенным транзистором 19 и узел управления 3 ключевого стабилизатора 1 напряжения окажется отключенным и на последующую работу

35 устройства влиять не будет. Ключевой стабилизатор 1 напряжения, вследствие снижения напряжения на первом входе модулятора 5 переходит в режим работы а.большой скважностью, в результате

4О чего напряжение на его выходе снижается в несколько раз по сравнению с номинальным, ток через датчик 13 тока. также уменьшается, однако транзистор 14 по-прежнему остается откры тым,.так как снижение напряжения на выходе стабилизатора 1 напряжения приводит к уменьшению падения напряжения на резисторах 16 и 22. .Такое выполнение узла защиты обес. печивает формирование вольт-амперной нагрузочной характеристики с отрицательным участком в области значений сопротивлений нагрузки от 0 до номинальной. После устранения перегрузки источник автоматически возвращается

55 в исходный режим работы. Ток в режиме короткого замыкания в нагрузке за счет уменьшения напряжения на выходе стабилизатора в устройстве примерно на.порядок меньше номинального, Щ а за.счет отсутствия реактивностей в узле защиты он практически безынер. .ционен..

1081761

Составитель Макаров .

Редактор . ы

С.Лынсова Техред Т.Фанта Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1562/50 Тираж 667 Подписное

BHHHt1H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4