Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Целью изобретения является повышение надежности. Основу устройства составляют транзисторный регулирующий элемент 1 последовательного типа, блок 2 управления, делитель 5 входного напряжения, селектор 6 уровня, пусковой конденсатор 10, ключ 12, датчик 15 состояния нагрузки, пороговые блоки 7, 8, один из которых установлен в питающей цепи блока 2 управления, а другой - между выходом датчика 15 состояния нагрузки и управляющим входом первого ключа 12, шунтирующего пусковой конденсатор 10. Благодаря введению в устройство ограничения 11 напряжения, второго 13 и третьего 14 ключей и третьего порогового блока 9 с соответствующими функциональными связями исключается нежелательное превышение напряжения, питающего узел формирования управляющих сигналов, устраняется прохождение после срабатывания защиты излишнего тока повышенного значения через селектор уровс ня и ключ, шунтирующий пусковой конденсатор , предотвращается неоправданный вывод стабилизатора из действия при нормальном состоянии нагрузки , но существенном, хотя и допустимом снижении напряжения первичного источника питания. 1 ил. 5S (Л со ю ел 4 4 ГО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1325442

А1 (59 4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4011574/24-07 (22) 13.01.86 (46) 23.07.87. Бюл. 9 27 (72) Л,В.Демина, С.И.Харин и А.В.Кар елин (53) 621. 316. 722. 1 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 584300, кл. G 05 F 1/58, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1072024, кл. С 05 Р 1/58, 1982. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Целью изобретения является повышение надежности. Основу устройства составляют транзисторный регулирующий элемент 1 последовательного типа, блок

2 управления, делитель 5 входного напряжения, селектор 6 уровня, пусковой конденсатор 10, ключ 12, датчик

15 состояния нагрузки, пороговые блоки 7, 8, один из которых установлен в питающей цепи блока 2 управления, а другой — между выходом датчика 15 состояния нагрузки и управляющим входом первого ключа 12, шунтирующего пусковой конденсатор 10. Благодаря введению в устройство ограничения 11 напряжения, второго 13 и третьего 14 ключей и третьего порогового блока 9 с соответствующими функциональными связями исключается нежелательное превышение напряжения, питающего узел формирования управляющих сигналов, устраняется прохождение после срабатывания защиты излишнего тока повышенного значения через селектор уров-. ня и ключ, шунтирующий пусковой конденсатор, предотвращается неоправданный вывод стабилизатора из действия при нормальном состоянии нагрузки, но существенном, хотя и допустимом снижении напряжения первичного источника питания. 1 ил.

1325442

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Целью изобретения является повышение надежности, На.чертеже представлена функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Устройство содержит транзисторный регулирующий элемент 1 последовательного типа, блок 2 управления с последовательно включенными узлом 3 формирования управляющих сигналов (в виде совокупности резистивного делителя напряжения обратной связи, источника опорного напряжения, усилителя сигнала рассогласбвания, гене.ратора импульсов и широтно-импульснсI

ro модулятора с общим питающим напряжением 5 В ) и усилительным узлом 4 (на операционном усилителе с. питающим напряжением 27 В в устансвившемся режиме), резистивный делитель 5 напряжения, диодный селектор

6 уровня, первый, второй и третий пороговые блоки 7-9 (первый из которых выполнен с автоматическим шунтированием собственно порогового элемента после его срабатывания), пусковой конденсатор 10, ограничитель

11 напряжения, первый, второй и третий ключи 12-14, датчик 15 состояния нагрузки, входной вывод 16 для йодключения первичного источника пи-. тания, общую шину 17 и выходной вывод 18 для подключения нагрузки.

Вход узла 3 формирования управляющих сигналов блока 2 управления соединен относительно общей шины (не показано) с выводом 18, выход усилительного узла 4 последнего подключен к управляющему. входу регулирующего элемента 1. Вход делителя 5 напряжения соединен с выводами 16 и

17. Один из входов селектора 6 уровня соединен с выводом 18, а выход— через пороговый блок 7 — .с питающим входом усилительного узла 4 блока 2 управления, Пусковой конденсатор 10 и ключ 12 включены параллельно на выходе селектора 6 уровня, Вход датчика 15 состояния нагрузки подключен к выводам 16 и 18, т.е. к силовым выводам регулирующего элемента 1, Выход порогового блока 8 соединен с управляющим входом ключа 12. Ограничитель 11 напряжения включен между выходом порогового блока 7 и питающим входом узла 3 формирования управляющих сигналов блока 2 управления.

Ключ 13 включен между выходом делителя 5 напряжения и другим входом селектора б,уровня, а ключ 13 — между выходом датчика 15 состояния нагрузки и входом порогового блока 8.

Вход порогового блока 9 соединен с выходом делителя 5 напряжения. Управляющие входы ключей 13 и 14 подключены Yi выходам соответственно по роговых блоков 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

С подачей на вывод 16 и шину 17 напряжения от первичного источника питания через делитель 5 напряжения, нОрмально ОTKpbIT61H ключ 13 и Один иэ диодов селектора 6 уровня осуществляется заряд пускового конденсатора 10. Ключ 12 нормальна закрыт и не препятствует данному процессу. При достижении напряжением на конденсаторе 10 заданного значения срабатывает пороговый блок 7 и обеспечивает подачу питающего напряжения íà узел формирования упра.вляющих сигналов и усилительный узел 4 блока 2 управления. При этом питающее напряжение узла 3 остается на номинальном для использованной в нем элементной базы уро.вне, а питающее напряжение узла 4 монотонно увеличивается по мере дальнейшего заряда пускового конденсатора 10, обеспечивая монотонный (от импульса к импульсу) рост амплитуды сигналов на управляющем входе регулирующего элемента 1 и постепенное (вплоть до номинального) нарастание выходного напряжения стабилизатора, исключающее брусок пускового тока. С установлением рабочего режима селектор б уровня с помощью другого своего диода переКлючает питание блока 2 управления с выхода делителя 5 напряжения на выход стабилиз атора, Датчик 15 со стоя ния нагрузки выполнен на основе интегратора длительности импульсов на регулирующем элементе 1 с инвертирующим усилительным каскадом. Если нагрузка устройства меньше номинальной,:выходной сигнал датчика. 15 не превышает уставки срабатывания порогового блока 8. В случае же черезмерного .повышения нагрузочного тока, либо короткого замыкания в нагрузке сигнал на выходе дат чика 15 возрастает и через нормально открытый клич 14 переводит поро13254

3 говый блок 8 из одного состояния в другое. Последний открывает ключ

12 и закрывает ключ 13. Ключ 12 шунтирует пусковой конденсатор 10, снимая питание с блока 2 управления и закрывая тем самым регулирующий элемент I. Закрытие ключа 13 исключает прохождение тока через селектор 6 уровня и ключ 12, предотвращая их пе— регрузку и излишний расход электроэнергии. При снижении нагрузочного тока до номинального, т.е. после окончания аварийного режима, пороговый блок 8 возвращается в исходное состояние,. ключ 12 закрывается, ключ

13 открывается, вновь заряжается пусковой конденсатор 1О и запитывается блок 2 управления. Регулирующий элемент I и весь стабилизатор в целом возвращаются в нормальный рабочий 20 режим.

При существенном, но допустимом снижении напряжения первичного источника питания, увеличении длительности открытого и уменьшении длительнос-25 ти закрытого состояний регулирующего элемента 1 и, как следствие, возрастании выходного сигнала датчика 15 состояния нагрузки отключения стабилизатора не происходит, поскольку в этом случае повышенный сигнал на выходе делителя 5 напряжения переключает из одного состояния в- другое пороговый блок 9, а тот, в свою очередь, закрывает ключ 14, блокируя тем самым переключение порогового блока 8. Электроснабжение потребите лей сохраняется.

Благодаря ограничению по уровню обеспечивается питание узла 3 форми40 рования управляющих сигналов стабильным и безопасным напряжением, соответствующим элементной базе данного узла, а, с другой стороны, при вводе стабилизатора в работу вследствие монотонного возрастания амплитуды сиг,налов на выходе узла 4 и управляющем входе регулирующего элемента 1 исключается бросок пускового тока и предотвращается выход из строя транзис- 50 тора регулирующего элемента 1.

При срабатывании токовой защиты за счет дополнительной блокировки исключено также. прохождение тока от делителя 5 напряжения через селектор

6 уровня и ключ 1?, т.е. устранены их перегрузка и излишние расходы

42 4 электроэнергии. Благодаря введению еще одной блокировки устройство не подвержено неоправданным отключениям своей защитой при нормальном состоянии нагрузки, но существенном и вместе с тем допустимом уменьшении напряжения первичного источника питания. Указанные факторы повышают надежность.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный между входным и выходным выводами, блок управления, состоящий из последовательно включенных узла формирования управляющих сигналов, вход которого соединен с выходным выводом, и усилительного узла, выход которого подключен к управляющему. входу регулирующего элемента, делитель напряжения, вход которого относительно общей шины соединен с входным выводом, диодный селектор уровня, один из входов которого соединен с выходным выводом, а выход через первый пороговый блок — с питающим входом усилительного узла блока управления, соединенные параллельно пусковой конденсатор и первый ключ, включенные между выходом селектора уровня и общей шиной, датчик состояния нагрузки, входы которого подключены по-отдельности к входному и выходному выводам, второй пороговый блок, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения надежности работы, в него введены ограничитель напряжения, второй и третий ключи и третий пороговый блок, причем ограничитель напряжения включен между входом первого порогового блока и питающим входом узла формирования управляющих сигналов блока управления, второй ключ — между выходом делителя напряжения и другим входом селектора уровня, третий ключ— между выходом датчика состояния нагрузки и входом второго порогового блока, вход третьего порогового блока соединен с выходом делителя напряжения, управляющие входы второго и третьего ключей подключены к выходам соответственно второго и третьего пороговых блоков,