Многоканальный стабилизированный источник питания

 

Изобретение позволяет повысить точность стабилизации многоканального источника питания .(МИП) путем уменьшения ошибки отслеживания. Для этого в УЗШ введены усилитель сравнения 7, усилитель 9 разностного напряжения, второй коммутатор 10 и блок 14 преобразования частоты в ширину импульса. Блок 14 содержит схему 15 вьщеления фронта импульса, узлы управления по числу каналов 16-1, 16-2,.,., 16-J и выполнеи на элементах цифровой логики. Это позволяет воздействовать на силовой регулирукнций ключ в тот же момент времени, когда осуществляется отслеживание . Частота опроса во много раз превышает частоту стабилизации. Ошибки, приводящие к понижению точности стабилизации при достаточном быстродействии элементов опроса и сравнения, сводятся к минимуму, 1 3.п. ф-лы, 2 ил. с (Л 12; ч 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

33 А1 (191 (И) ОПИСАНИК ИЗОБ ЕТЕНИЯ,.

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР 00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3765426/24-07 (22) 11.07.84 (46) 30.05.86. Бюл. Ф 20 (71) Курский завод "Счетмаш" (72) А.Ф. Рыбочкин (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 553604, кл. G 05 F 1j56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1129543, кл. G 05 F l/56, 1983. (54 ) ИНОГО КАНАЛЬНЫЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность стабилизации многоканального источника питания .(МИП) путем уменьшения ошибки отслеживания. Для этого в ИИП введены усилитель срав(50 4 Н 02 М 3, 3351 С 05 F 1/577 некия 7, усилитель 9 разностйого напряжения, второй коммутатор 10 и блок 14 преобразования частоты в ширину импульса. Блок 14 содержит схему 15 выделения фронта импульса, узлы управления по числу каналов

16-1, 16-2,..., 16-) и выполнен на элементах цифровой логики. Это позволяет воздействовать на силовой регулирующий ключ в тот же момент времени, когда осуществляется отслеживание. Частота опроса во много раз превышает частоту стабилизации..

Ошибки, приводящие к понижению точности стабилизации при достаточном быстродействии элементов опроса и сравнения, сводятся к минимуму.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1234933

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

Целью изобретения является повышение точности стабилизации путем уменьшения ошибки отслеживания.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого источника питания; на фиг. 2 — структурная схема одного иэ узлов преобразования частоты в ширину импульса.

Многоканальный стабилизированный источник. питания содержит низкочастотный выпрямитель 1, маломощный блок 2 питания, блок 3 силовых регулирующих ключей, блок 4 трансформаторов, блок 5 высокочастотных выпрямителей с накопителями, первый коммутатор 6, усилитель ? сравнения, источник 8 опорного напряжения, усилитель 9 разностного напряжения, второй коммутатор !О, формирователь

11 тактовых импульсов, кольцевой распределитель 12, высокочастотный генератор 13 опроса, блок 14 преобразования частоты в ширину импульса, который включает в себя схему 15 выделения фронта импульса, и узлы

16-1, 16-2, 16-l управления по числу каналов. Каждый из узлов 16-1, 16-2, 16-j преобразования частоты в ширину импульса состоит из схемы 17 восстановления разностного напряжения, управляемого генератора 18 частоты, трех элементов И 19-21, счетчика 22 и многовходового элемента И-НЕ 23.

Источник питания работает следующим образом.

i!0

Нри отключенном напряжении сети на выходе низкочастотного выпрямителя 1 и на выходе маломощного источника

2 питания напряжение отсутствует, высокочастотньп генератор 13 опроса

g($ и блок 14 преобразования частоты в ширину импульса обесточены, на выходах блоков трансформаторов 4, высокочастотных выпрямителей с накопителями 5 и на выходе источника питания напряжение отсутствует, кольцевой распределитель 1?, формирователь

ll тактовых импульсов, усилитель 7 сравнения, усилитель 9 разностного напряжения, источник 8 опорного напряжения и два коммутатора 6 и 10 обесточены, регулирующие ключи 3 не задействованы.

При включении напряжения сети с выхода низкочастотного выпрямителя ! разнополяр oe напряжение поступает на объединенные положительные и отрицательные входы. блока 3 регулирующих ключей. На выходе маломощного источника 2 питания появляется напря. жение, которое запитывает два коммутатора 6 и 10, усилитель 7 сравнения, источник 8 опорного напряжения, усилитель 9 разностного напря— жения, формирователь 11 тактовых импульсов, кольцевой распределитель 12, высокочастотный генератор !3 опроса и блок 14 преобразования частоты в ширину импульса. Импульсы с высокочастотного генератора 13 опроса поступают на вход кольцевого распределителя 12. С разнополярных выходов формирователя ll тактовых импульсов на первый и четвертый входы блока 14 преобразования частоты в ширину импульса поступают тактовые импульсы с частотой стабилизации. Б момент включения кольцевой распределитель 12 начинает работать с произвольного j канала. Одновременно подключаются управляющие входы первого

6 и второго 10 коммутаторов, соответствующие j каналу. Напряжение управления поступает на управляющий вход усилителя 7 через первый коммутатор

6. На выходе усилителя 7 сравнения формируется разностное напряжение каждого из каналов.

Если напряжение управления превьппает напряжение источника 8 опорного напряжения, то на выходе усилителя 7 сравнения формируется положительное раэностное напряжение, которое выделяется и усиливается усилителем 9 разностного напряжения.

Отрицательное разностное напряжение на выходе усилителя 7 сравнения не выделяется усилителем 9 раэностного напряжения. Положительное разностное напряжение с выхода усилителя 9 разностнаго напряжения поступает через второй коммутатор 10 на управляющие входы блока 14 преобразования частоты в ширину импульса.

При поступлении отрицательного разностного напряжения с выхода усилителя ? сравнения (случай когда

U П„„, ) усилитель 9 разностного напряжения запирается, íà его выходе устанавливается конкретная величина напряжения, которое не

1234933

40

55 зависит от величины отрицательного раэностного напряжения. Это управляющее напряжение поступает через второй коммутатор 10 в блок 14 пре" образования частоты в ширину импульса.

С первого выхода формирователя

11 тактовых импульсов импульсы прямой последовательности поступают на первые входы узлов 16-1,...,16-N управления, а с второго выхода формирователя 11 тактовых импульсов

- импульсы обратной последовательности подаются на вход схемы 15 выделения фронтов и четвертые входы узлов управления. С выходов второго коммутатора 10 разностное напряжение поступает на третьи входы соответствующих узлов 16-1 16-N.

Работа узлов каждого из каналов одинакова. При включении питания начинает генерировать управляемый генератор 18 частоты. На выходе схемы 17 восстановления разностного напряжения присутствует напряжение управления, которое задает частоту управляемого генератора 18 частоты несколько вьппе частоты, генерируемой формирователем 11 тактовых импульсов. На второй вход соответствующего узла 16-g поступает установоч1 ный.импульс, который устанавливает счетчик 20 в исходный установочный кодi

На выходе многовходового элемента И-НЕ 23 устанавливается высокий единичный уровень, который поступает на первые объединенные входы элементов И 21 и 22 и второй вход элемента И 19. Импульсы с выхода управляемого генератора 18 частоты поступают через первый вход элемента И 19 на счетный вход счетчика 20.

На вторые входы элементов И 21 и 22 подаются тактовые импульсы с первого и четвертого входов узла. Как только счетчик 20 установится на всех разрядах в высокие единичные уровни, на выходе многовходового элемента И-НЕ 23 появится низкий нулевой уровень, который с помощью элемента И 19 заблокирует счет, а также определит длительность импульса на выходе элемента И 21 или

22 в зависимости от того, на каком из вторых выходов этих элементов был установлен высокий единичный уровень. Положительное разностное

35 напряжение, считанное по дискретным отсчетам, преобразуется в непрерывно изменяющееся напряжение схемой

17 восстановления разностного напряжения, которое воздействует на управляющий. вход управляемого генератора 18 частоты. Чем больше величина положительного разностного напряжения, тем ньппе частота управляемого генератора 18 частоты, тем меньше длительность управляющего импульса, что равносильно уменьшению энергии, поступающей через регулирующие ключи 3 и трансформаторы

4 на высокочастотные выпрямители с накопительными элементами 5.

В предлагаемом многоканальном стабилизированном источнике питания точность стабилизации возрастает, так как воздействие на силовой регулирующий ключ осуществляется в момент времени, когда осуществляется отслеживание, а частота опроса во много раз превьппает частоту стабилизации.

Ошибки, приводящие к понижению точности стабилизации при достаточном быстродействии элементов опроса и сравнения, сводятся к минимуму.

Точность стабилизации приближается к аналоговым следящим обратным связям блоков питания. На выходах каналов источника питания обеспечивается стабильность частоты импульсных помех. Упрощается схема.

Формула изобретения

1. Многоканальный стабилизированный источник питания, содержащий низкочастотный выпрямитель, входы которого соединены с входными клеммами и входами маломощного блока питания, блок силовых регулирующих ключей, выходы которых попарно объединены и соединены с входами блока трансформаторов, а входы по полярнос-. ти объединены и соединены с выходами низкочастотного выпрямителя, выходы блока трансформаторов соединены с входами блока высокочастотных выпрямителей с накопительскими элементами, выходы которого соединены с выходными клеммами и входами первого коммутатора, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами кольцевого распределителя, вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора опроса, формирова1234933 тель тактовых импульсов, источник опорного напряжения, выходы маломощного блока питания присоединены к шинам питания высокочастотного генератора опроса, кольцевого распределителя, первого коммутатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации путем уменьшения ошибки отслеживания, r0 в него введены усилитель сравнения, усилитель раэиостного напряжения, второй коммутатор, блок преобразования частоты в ширину импульса, ггарные выходы по числу выходных кана- 35 лов которого соединены с управляющими входами силовых регулирующих ключей, управляющие входы второго коммутатора соединены с соответствующими выходаж кольцевого распредели- 20 теля, вход второго коммутатора — с выходом усилителя разиостного напряжения, вход которого соединен с выходом усилителя сравнения, первый вход усилителя сравнения соединен 25 с выходом первого коммутатора„ второй вход — с источником опорного напряжения, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими управляющими входами преобразовате- 30 ля частоты в ширину импульса, выходы формирователя тактовых импульсов— с тактирующими входами преобразователя частоты в ширину импульса.

5

2. Источник по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок преобра""oâàHèÿ частоты в ширину импульса содержит узел выделения фронта импульса, узлы управления по числу вЫходных каналов источника питания, тактирующие входы которых объединены и соединены с тактирующими входами преобразователя частоты в ширину импульса, установочные входы узлов управления объединены и соединены с выходом узла выделения фронта импульса, вход которого соединен с одам иэ тактирующих входов блока преобразования частоты в ширину импульса, каждый иэ узлов управления состоит из трех элементов И, многовходового элемента И-НЕ, счетчика, управляемого генератора частоты, узла восстановления раэностного напряжения канала, вход которого соединен с соответствующим выходом второго коммутатора, а выход— с управляющим входом управляемого генератора частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы счетчика — с входами многовходового элемента И-НК, выход которого сое динен с первыми входами второго и третьего элементов И и вторым входом первого элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с тактирующими входами блока преобразования частоты в ширину импульса, установочный вход счетчика— с установочным входом узла управления, выходы второго и третьего элементов И вЂ” с двумя выходами блока преобразования частоты в ширину ,импульса.