Стабилизированный источник электропитания

 

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Целью изобретения является повышение надежности. Цель достигается тем, что блок зашиты выполнен на элементе И-НЕ, фильтре нижних частот, ключевом элементе, диодно-резисторной цепи, сумматоре, пороговом элементе , исполнительном элементе, емкости, развязываюш.их диодах. Вход элемента И- НЕ соединен с выходом широтно-импульсного модулятора (ШИМ) и является входом блока защиты, выходом подключенного к дополнительному входу усилителя постоянного тока. При включении источника к.з. на выходе и перегрузках обеспечивается ограничение тока регулирующего элемента без введения датчика тока за счет ограничения щирины выходных импульсов ШИ.М. 1 ил. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Г

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4030192/24-07 (22) 28.02.86 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Московский электротехнический институт связи (72) Л. А. Краус, Л. Ф. Захаров, М. Ф. Колканов, Г. С. Стоянов и С. М. Васильев (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Захаров Ю. К. Сравнительный анализ двухтактного и однотактного стабилизированных преобразователей постоянного напряжения. — ЭТвА. М.: Советское радио, 1980, вып. 11, с. 27, рис. 2.

Авторское свидетельство СССР № 1171768, кл. G 05 F 1/56, 1984.

ÄÄSUÄÄ 1408423 А 1 (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Целью изобретения является повышение надежности.

Цель достигается тем, что блок зашиты выполнен на элементе И вЂ” НЕ, фильтре нижних частот, ключевом элементе, диодно-резисторной цепи, сумматоре, пороговом элементе, исполнительном элементе, емкости, развязывающих диодах. Вход элемента И—

НЕ соединен с выходом широтно-импульсного модулятора (ШИМ) и является входом блока защиты, выходом подключенного к дополнительному входу усилителя постоянного тока. При включении источника к.з. на выходе и перегрузках обеспечивается ограничение тока регулирующего элемента без введения датчика тока за счет ограничения ширины выходных импульсов ШИМ.

1 ил.

1408423

Изобретение относится к вторичным источникам питания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры и электротехнических систем.

Цель изобретения — повышение надежности стабилизированного источника электропитания.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизированного источника электропитания.

I0

Стабилизированный источник электропитания содержит силовой трансформатор 1, последовательно с первичной обмоткой которого включен регулирующий элемент 2, а вторичная обмотка которого выполнена с отводом, силовой 3 и дополнительный 4 выпрямители, подключенные к отводам вторичной обмотки трансформатора, силовой 5 и дополнительный 6 сглаживающие фильтры, связанные соответственно с выходами силового 3 и дополнительного 4 выпрямителей, нагрузку 7, подключенную к выходу силового выпрямителя 3, блок 8 управления, состоящий из последовательно соединенных узла 9 сравнения, узла 10 гальванической развязки, усилителя 11 постоянного тока, широтно-импульсного модулятора 12 25 и усилителя !3 мощности, при этом выход усилителя мощности связан с управляющим входом регулирующего элемента 2, входы узла 9 сравнения соединены с выходом силового выпрямителя 3, причем по цепи питания узел сравнения соединен с выходом дополнительного выпрямителя, а остальные элементы блока управления через блок 14 запуска и стабилизации напряжения — с входными выводами стабилизированного источника электропитания, и блок 15 защиты, содержащий элемент И вЂ” НЕ 16, фильтр 17 нижних частот, ключевой элемент 18, диодно-резистивную цепь 19, сумматор 20, пороговый элемент 21, исполнительный элемент

22, конденсатор 23 и два развязывающих диода 24 и 25.

Стабилизированный источник электропитания работает следующим образом.

Г1ри подаче напряжения на вход стабилизированного источника электропитания запуск блока 8 управления осуществляется через блок 14 запуска и стабилизации напряжения и питание блока управления осугцествляется стабилизированным напряжением 5 — 6 В. При этом вступает в работу широтно-импульсный модулятор 12, длительность прямоугольных импульсов напряжения на выходе которого зависит от аналогового сигнала, поступающего на его вход с усилителя 11 постоянного тока. Под действием управляющего сигнала с усилителя 13 мощности силовой регулирующий элемент (транзистор) 2 ериодически находится в открытом или закрытом состоянии. На интервале открытого состояния регулирующего элемента 2 через индуктивность первичной обмотки трансформатора

1 протекает ток. На интервале запертого состояния регулирующего элемента 2 накопленная энергия в первичной обмотке трансформатора 1 отдается во вторичные цепи трансформатора и напряжение на выходных фильтрах 5 и 6 возрастает. С ростом выходного напряжения увеличивается аналоговый. сигнал на выходе узла IO гальванической развязки и усилителя 11 постоянного тока, что приводит к изменению длительности импульсов напряжения на выходах широтно-импульсного модулятора 12 и усилителя 13 мощности. При этом длительность открытого состояния регулирующего элемента 2 уменьшается и снижается напряжение на выходе источника электропитания.

Таким образом, достигается режим стабилизации выходного напряжения источника.

В зависимости от длительности импульсов напряжения на выходе широтно-импульсного модулятора 12 изменяется длительность импульсов прямоугольного напряжения на выходе элемента И вЂ” НЕ 16 и среднее значение напряжения на выходе фильтра 17 нижних частот блока 15 защиты. При наличии перегрузок по току или короткого замыкания в нагрузке стабилизированного источника электропитания вследствие понижения выходного напряжения длительность открытого состояния регулирующего элемента 2 увеличивается, что приводит к увеличению среднего значения напряжения на выходе фильтра 17 нижних частот. При этом возрастет напряжение на диодно-резистивной цепи 19 и на входе порогового элемента 21. Пороговый элемент 21 срабатывает и сигнал с его выхода через исполнительный элемент 22 поступает на дополнительный вход усилителя 11 постоянного тока, на ключевой элемент 18 и конденсатор 23. Это приводит к запиранию регулирующего элемента 2, включению ключевого элемента 18 и разряду конденсатора фильтра 17 нижних частот.

Пороговый элемент 21 находится во включенном состоянии на момент заряда конденсатора 23, сигнал с которого через развязывающий диод 24 поступает на вход порогового элемента. После заряда конденсатора 23 пороговый элемент переключается в исходное состояние, а напряжение на конденсаторе 23 обеспечивает поддержание во включенном состоянии ключевого элемента

18 и исполнительного элемента 22. При этом регулирующий элемент 2 находится в запертом состоянии на время разряда конденсатора 23 по одной из возможных цепей: плюсовой зажим конденсатора 23, переход база-эмиттер ключевого элемента (транзистора) 18, развязывающий диод 25, минусовой зажим конденсатора 23.

Выбором постоянной времени разряда конденсатора 23 задается время нахождения

1408423

Формула изобретения

Составитель А. Колоколкин

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор Л. Патаи

3aказ 3352 51 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 стабилизированного источника электропитания в отключенном состоянии. После разряда конденсатора 23 блока защиты происходит самовосстановление режима стабилизации выходного напряжения, если к этому моменту нагрузка восстановила свои параметры. В противном случае указанные процессы повторяются.

Особенностью работы блока защиты является то, что при возникновении перегрузок по току или режима короткого замыкания в нагрузке силовой регулирующий транзистор переходит в режим отсечки, что приводит к снижению потерь мощности в силовой части на этапе аварийного режима и к повышению надежности источника. 15

Кроме того, блок защиты позволяет снять перегрузки по току с силового регулирующего транзистора в момент включения стабилизированного источника электропитания, поскольку блок защиты заставляет рабо- 20 тать регулирующий элемент с ограничением по длительности включенного состояния.

Стабилизированный источник электропи25 тания, выполненный по схеме однотактного преобразователя, содержащий силовой трансформатор и регулирующий элемент, включенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора между входными выводами, силовой и дополнительный выпрямители, подключенные к отводам вторичной обмотки силового трансформатора, силовой и дополнительный сглаживающие фильтры, соединенные соответственно с выходами силового и дополнительного выпрямителя, выход силового выпрямителя подключен к выходным выводам, блок защиты, блок управления, состоящий из последовательно соединенных узла сравнения, узла гальванической развязки, усилителя постоянного тока, широтно-импульсного модулятора и усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен с управляющим входом регулирующего элемента, управляющие входы узла сравнения соединены с выходными выводами, причем по цепи питания узел сравнения соединен с выходом дополнительного выпрямителя, а остальные элементы узла управления через блок запуска и стабилизации напряжения — с входными выводами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, блок защиты включает в себя элемент И вЂ” НЕ, фильтр нижних частот, ключевой элемент, диодно-резистивную цепь, сумматор, пороговый элемент, исполнительный элемент, конденсатор и два развязывающих диода, при этом выход широтно-импульсного модулятора блока управления через элемент И вЂ” НЕ соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с выходами ключевого элемента и с двумя крайними выводами диодно-резистивной цепи, своим средним выводом подключенной к первому входу сумматора, выходом соединенного с входом порогового элемента, выход которого подключен к управляю;цему входу ключевого элемента непосредственно, через исполнительный элемент — к дополнительному входу усилителя постоянного тока, а через конденсатор — к общей точке развязывающих диодов, один из которых соединен с вторым входом сумматора, а другой — с крайним выводом резистора диодно-резистивной цепи.