Способ стабилизации напряжений многоканального источника питания

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания. Целью изобретения является повьшение - надежности и КПД. Выходное напряжение основной выходной обмотки 5 трансформатора 4 инвертора 1 выпрямляется выпрямителем 6 и через выходной

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дп 4 G 05 F 1/577

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь ° ° ° 4 4; ° Ь ° 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 4252897/24-07 (22) 09.04.87 (46) 07.11.88. Бюл. 114 41 (?2) И.И.Филиппов (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

114 781791, кл. G 05 Р 1/58, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1267392, кл. G 05 F 1/577, 1986, „„ЯО„„ ябпЯ А1 (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ . МНОГОКАНАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания.

Целью изобретения является повьппение - надежности и КПД. Выходное напряжение основной выходной обмотки 5 трансформатора 4 инвертора 1 выпрямляется выпрямителем 6 и через выходной

1436112

2() фильтр подается на выходные кпеммы, Дополнительные выходные напряжения

Снимаются с дополнительных обмоток трансформатора 4, выпрямляются, фильтруются и через линейные стабилизаторы 13 подаются на дополнительные выходы. Выходное напряжение основного канала стабилизируется цепью обратной связи при помощи блока 10 управления. Выходное напряжение выпрямителя 6 основного канала интегрируется интегратором 22. Если к моменту окончания импульса инвертора 1 выходное напряжение интегратоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано во

Вторичных источниках электропитания

Р3А, автоматики и вычислительной техники при шираком диапазоне изменения тока нагрузки, когда номинальная мощность основного канала не меньше сум— марной мощности дополнительных выходных каналов. 10

Цель изобретения †. повышение надежности и увеличение КПД.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема многокапаль-. нрго источника питания, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая работу; на фиг. 3 — регулировочная характеристика основного выходного канала.

Суть способа состоит в том, что в режиме прерывистого тока дросселя фильтра основного канала с помощью вспомогательного преобразователя

25 преобразуют напряжение основного ка-нала и суммируют с выходным напряже-нием выпрямителей дополнительных ка-налов, причем длительность суммирования определяется моментом равенст-ва вольтсекунднаго интегратора, па30 лученного интегрированием сначала выходного напряжения выпрямителя основного канала, а после его исчезновения непосредственно выходного напряжения основного канала, некоторой 35 пороговой величине. ра 22 не достигло пороговой величины, включается вспомогательный преобразователь 17, обеспечивающий передачу энергии с основного канала в дополнительные, При этом выходное напряжение интегратора 22 продолжает увеличиваться за счет подключения к его входу напряжения основного выходного канала. В момент равенства выходного напряжения интегратора 22 заданной величине вспомогательный преобразователь 17 выключается. При очередном включении инвертора 1 интегратор 22 обнуляется. 3 ил.

Многоканальный источник питания, реализующий предлагаемый способ, содержит основной выходной канал, состоящий из регулируемого инвертора i, подключенного к клеммам 2 и 3 питания, силового трансформатора 4, вторичная обмотка 5.1 которого через выпрямитель 6.1 и LCD-фильтр 7.1 подключена к выходным клеммам 8.1 и 9.1.

Узел 10 управления входом подключен к выходу основного канала, а выходом — к управляющему гереходу силового транзистора ii инвертора 1. Каждый дополнительный выходной канал 12 состоит из обмотки 5.п на силовом трансформаторе 4, выпрямителя 6, LCDфильтра 7.п и линейнога стабилизатора 13. Первичная обмотка 14 транс1 форматора 15 через транзисторный ключ 16 вспомогательного преобразователя 17 подключена к выходным клеммам 8.1 и 9.1 основного выходного канала. Вторичные обмотки 18 трансформатора 15 через развязывающие диоды 19 подключены к входам фильтров

7.2 — 7.п дополнительных каналов 12, а дополнительная обмотка 20 трансформатора 15 через диод 21 — к первому входу интегратора 22. Выход выпрямителя 6.1 основного канала через диод 23 также подключен к первому входу интегратора 22, а через форми-,. рователь 24 коротких импульсов (ди4ференцирующую цепочку) — к второму входу интегратора 22. Выход интегра1436112 тора 22 соединен с первым входом компаратора 25, второй вход которого соединен с источником 26 эталонного напряжения, а выход — с первым входом логического элемента 2И 27. Второй вход элемента 27 через инвертор

28 соединен с выходом выпрямителя 6.1 основного канала, а выход элемента 27 подключен к управляющему переходу транзисторного ключа 16.

Многоканальный источник питания, реализующий предлагаемый способ, работает следующим образом.

В режимах работы, когда ток нагрузки основного канала имеет величину, при которой ток дросселя фильтра 7.1 непрерывен и регулировочная характеристика основного канала линейна (фиг.З), относительная плительность 1 импульсов напряжения на выходе инвертора 1 равна ), . Средние значения напряжений на входах и выходах фильтров 7.2 — 7.п достаточны для стабилизации напряжений на выходах дополнительных каналов 12.

Выхоцной сигнал интегратора 22 (фиг.2б, пунктирные линии) достигает значения эталонного напряжения а выходной сигнал компаратора 25 приHHMBF ò значение логического нуля в момент времени t>, т.е. раньше момента С4 исчезновения напряжения на выходах выпрямителей 6.1 — 6.п (фиг.2а, пунктирные линии) и появления на выходе инвертора 28 сигнала логической единицы (фиг.2в). Вследствие чего выходной сигнал логического элемента 2И 27 соответствует логическому нулю (фиг.2д), транзистор 16 вспомогательного инвертора 17 закрыт на всем интервале периода Т и не оказывает влияния на работу у-стройства.

В режимах работы, когда осуществлен сброс тока нагрузки основного канала, ток дросселя фильтра 7.1 имеет прерывистый характер, регулировочная характеристика основного канала становится нелинейной (фиг.3, пунктирная линия). При отсутствии цепи обратной связи выходное напряжение основного канала увеличивается от значения Uö до значения U . ВозК действием узла 10 управления путем уменьпения относительной длительности управляющих импульсов от значения, до значения (выходное напряжение основного канала поддерживается на одном и том же уровне U < .

Но при этом, когда отсутствует вспомогательный преобразователь 17, средние значения напряжений на входах и выходах фильтров 7.2 — 7.п снижаются и становятся недостаточными.для стабилизации выходных напряжений дополнительных каналов 12.

Стабилизация выходных напряжений

10 дополнительных каналов в режиме прерывистого тока дросселя фильтра 7.1 основного канала осуществляется следующим образом.

В интервале времени t -t д присут15 ствия импульса напряжения на выходе инвертора 1 осуществляется интегрирование выходного напряжения выгрямителя 6.1 основного канала интегратором 22. В этом интервале времени

20 выходной сигнал инвертора 28 соответствует логическому нулю, вследствие чего транзистор 16 вспомогательного инвертора 17 закрыл .

Б момент времени t исчезновения импульса напряжения на выходе инвертора 1 выходной сигнал инвертора 28 принимает значение логической единицы и через логический элемент 2И 27 включает транзистор 16 вспомогательЗО ного преобразователя 17. На выходных обмотках 18 трансформатора 15 появляю-.ся напряжения, пропорциональные

I выходному напряжению основного канала, которые через развязывающие дио85 ды 19 подаются на входы фильтров

7.2 — 7.п вспомогательных каналов.

Одновременно появляется напряжение на обмотке 20 трансформаторов 15, которое интегрируется интеграто40 ром 22, вследствие чего наклон выходного сигнала интегратора 22 становится пропорциональным выходному напряжению основного канала (фиг,2б).

В момент времени t- выходной сигр5 нал интегратора 22 достигает значения напряжения Ь эталонного источни* ка 26,, на выходе компаратора 25 появляется сигнал логического нуля (фиг.2г), который через логический элемент 2И 27 запирает транзистор 16 вспомогательного преобразователя 17.

Напряжения на вторичньг:. обмотках 18 и 20 трансформа гора 15 исчезают, а выходные сигналы интегратора 22 и ком55 паратора 25 остаются на прежних уровнях до конца периода.

С появлением в момент времени напряжения на выходах инвертора 1 и выпрямителей 6.1 — 6.п формирова5 1436 тель 24 формирует короткий импульс напряжения, который, поступая на второй вход интегратора 22, придает его выходному сигналу нулевое значение„

В дальнейшем процессы в устройстве протекают аналогично.

Вольтсекундная площадь напряжений на входах фильтров 7.2 — 7.п в интер- 10 вале периода Т практически неизменна и не зависит от характера (непрерывного или прерывистого) тока дросселя фильтра основного канала. Вследствие чего напряжения на выходах фильтров, 7.2 — 7.п и на выходных клеммах до полнительных каналов остаются неиз менными.

Формула изобретения 20

Способ стабилизации напряжений мно гоканального источника питания, ос-нонной выходной канал которого содержит регулируемый инвертор, выпря- 25 митель, LCD-фильтр, а каждый дополнительный канал имеет обмотку на силовом трансформаторе основного канала, выпрямитель, LCD-фильтр и линейный стабилизатор напряжения, и вспомога- gp тельный преобразователь, заключающийся в том, что сигнал обратной связи снимают с выхода основного канала, преобразуют его в импульсный сигнал и управляют транзисторными ключами инвертора, а в режиме прерывистого тока дросселя фильтра основного канала с помощью вспомогательного преобразователя преобразуют выходное напряжение этого канала и суммируют с выходными напряжениями выпрямителей дополнительных каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения КПД, начиная с момента появления импульса напряжения на выходе выпрямителя основного канала, формируют пилообразный сигнал с наклоном, пропорциональным выходному напряжению выпрямителя основного канала, в момент снятия этого напряжения включают вспомогательный преобразователь и одновременно продолжают формировать пилообразный сигнал с наклоном, пропорциональным выходному напряжению основного канала, сравнивают этот сигнал с эталонным сигналом и в момент их равенства выключают вспомогательный преобразователь, а в момент появления очередного импульса напряжения. на выходе выпрямителя основного канала пилообразному сигналу придают нулевое значение.

1436112

aj2gz Р 08 fr

Редактор И.Шулла

Заказ 5647/48 Тираж 866 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна оектная 4

1 (8

Ъг

Oaf

04

Составитель Ю.Опадчий

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец