Стабилизирующий источник электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников электропитания . Цель изобретения - уменьшение пульсаций выходного напряжения и повышение надежности устройства при работе в условиях воздействия дестабилизирующих факторов . Введены п D-триггеров 30-1...30-п, D-входы которых подключены к соответствуюшим выходам узла коммутации 10, а выходы - к соответствующим входам узлов управления 9-1...9-п, синхронизирующие входы D-триггеров подключены к вы.чоду генератора тактовых импульсов 31. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1436228 А 2 дц 4 Н 02 М 3/335

1, .<

) 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1149355 (21) 4257585/24-07 (22) 01.04.87 (46) 07.11.88. Бюл. № 41 (72) В. В. Горелик и О. С. Мошкин (53) 621.314.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1149355, кл. Н 02 М 3/335, 1983. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ИСТОЧНИК

ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано нри разработке вторичных источников электропитания. Цель изобретения — уменьшение пульсаций выходного напряжения и повышение надежности устройства при работе в условиях воздействия дестабилизирующих факторов. Введены п D-триггеров 30 — 1...30 — n, D-входы которых подключены и соответствующим выходам узла коммутации 10, а выходы — к соответствующим входам узлов управления 9 — 1...9 — п, синхронизирующие входы D-триггеров подключены к выходу генератора тактовых импульсов 31. 1 ил.

1436228

Изобретение относится к преобразовательной технике, может быть использовано при разработке стабилизирующих вторичных источников электропитания и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. Хо 1149355.

Цель изобретения — уменьшение пульсаций выходного напряжения и повышение надежности устройства при работе в условиях воздействия дестабилизирующих факторов.

На чертеже представлена структурная схема стабилизирующего источника электропитания.

Источник электропитания содержит непрерывный стабилизатор 1 напряжения с делителем 2 напряжения, установленный на входе двухтактного инвертора 3, выходной трансформатор 4 которого выполнен с симметричными относительно средней точки первичной обмотки отводами 5 — 1, 5 — 2, ..., 5 — и, причем первые относительно средней точки отводы 5 — 1 подключены к общему выводу источника 6 через коллектор-эмиттерные переходы силовых транзисторов 7 — 1, а другие отводы — через коллектор-эмиттерные переходы транзисторов 7 — 2, ..., 7 — n и диоды 8, при этом управляющие переходы силовых транзисторов подключены к выходам узлов 9 — 1, 9 — 2, ..., 9 — п управления. Узел

10 коммутации подключен к выходу резистивного делителя 11, подключенного к входным выводам источника, а выходы узла 10 коммутации соединены с соответствующими входами ключевых элементов 12 — 1, 12 — 2,..., 12 — п, при этом выходы последних подключены к соответствующим выводам нижнего плеча делителя 2 напряжения обратной связи непрерывного стабилизатора 1.

Делитель 2 напряжения обратной связи содержит резистор 13 верхнего плеча и последовательно соединенные резисторы 14 — 1, 14 — 2,...,14 — и нижнего плеча.

Узел 10 коммутации содержит аналогоцифровой преобразователь 15, вход которого образует входной вывод узла коммутации, а выходы подключены к входам дешифратора

16, первый вход дешифратора 16 подключен к одному из входов первого мажоритарного элемента 17 и одному из входов первого логического элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с одним из входов первого логического элемента И 19. Второй вход последнего через логический элемент НЕ 20 соединен с первым управляющим входом источника и вторым входом элемента 17, третий вход которого и второй вход элемента ИЛИ 18 соединены с выходом второго мажоритарного элемента 21. Выход элемента 17 соединен с первым входом второго логического элемента И 22 и первым входом второго логического элемента ИЛИ 23. Второй вход элемента И 22 соединен с вторым управляющим

55 входом источника и через логический элемент НЕ 24 с первым входом третьего логического элемента И 25, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 23. Вторые входы элементов 23 и 21 соединены с вторым выходом дешифратора 16.

Выход, элемента И 22 соединен с п-логическим элементом ИЛИ 26, второй вход которого соединен с п-выходом дешифратора и вторым входом (2п — 2) логического элемента И 27. Первый вход последнего соединен с и-управляющим входом источника и через логический элемент НЕ 28 с первым входом логического элемента И 29, второй вход которого соединен с выходом элемента

И 26. Выход элемента И 19 образует первый выход узла 10 коммутации и соединен с Dвходом первого D-триггера, выход которого подключен к входу узла 9 — 1 управления, выход элемента И 25 образует второй выход узла коммутации и соединен с входом D второго D-триггера 30 — 2, выход которого подключен к входу узла 9 — 2 управления.

Выход элемента И 29 образует п-выход узла коммутации и соединен с D-входом Dтриггера 30 — п, выход которого подключен к входу узла 9 — и управления.

Генератор 31 тактовых импульсов, выход которого соединен с синхронизирующими входами D-триггеров 30 — 1, 30 — 2,..., 30п и с синхронизирующими входами узлов 9 — 1, 9 — 2, ..., 9 — и управления. Предохранители

32 включены в цепь коллекторов транзисторов 7 — 1, 7 — 2,..., 7 — п.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы на управляющие входы источника поступает управляющий сигнал в виде логического «О».

При включении входного напряжения на выходе непрерывного стабилизатора 1 напряжения появляется стабилизированное напряжение Бвых, поступающее на среднюю точку первичной обмотки трансформатора 4.

На выходе К-разрядного аналого-цифрового преобразователя 15 устанавливается кодовая комбинация, соответствующая напряжению, поступающему с выхода делителя 11 напряжения. При использовании двоичного кода разрядность аналого-цифрового преобразователя определяется по формуле

К = log,ï, где n — количество симметричных отводов трансформатора 4, равное количеству выходов дешифратора 16.

На одном из выходов дешифратора 16, например на первом, появляется логическая «1», которая поступает на один из входов первого мажоритарного элемента 17 и через первый логический элемент ИЛИ 18 на один из входов первого логического элемента И 19, на втором входе которого присутствует логическая «1», поступающая с

1436228 выхода первого логического элемента НЕ 20.

Следовательно, логическая «1» поступает на

D-вход D-триггера 30 — 1.

При поступлении на синхронизирующий вход D-триггера 30 — 1 синхронизирующего импульса с выхода генератора 31 тактовых импульсов на выходе, D-триггера 30 — 1 появляется логическая «1», поступающая на вход первой схемы 9 — 1 управления, с выхода которой начинает поступать сигнал управления базы первой пары транзисторов

7 — 1.

Первая пара транзисторов 7 — 1 начинает работать и на выходных выводах источника появляется напряжение

Ц = К 4ьсх, где К1 — первый коэффициент трансформации трансформатора 4 при работе первой пары транзисторов 7 в 1;

О . первое напряжение на выходе немых прерывного стабилизатора 1 напряжения.

Если напряжение на входных выходах источника увеличивается так, что логическая «1» появляется на втором выходе дешифратора 16, она поступает на один из входов второго мажоритарного элемента 21 и через второй логический элемент ИЛИ 23 на один из входов третьего логического элемента И

25, на второй вход которого поступает логическая «1» с выхода второго логического элемента НЕ 24.

Следовательно, на выходе третьего логического элемента И 25 также появляется логическая «1», которая поступает на входы ключевого элемента 12 — 2 и на D-вход второго D-триггера 30 — 2. Ключ 12 — 2 закорачивает первый резистор 14 — 2 делителя 13 напряжения обратнсй связи непрерывного стабилизатора 1. При этом напряжение на выходе стабилизатора 1 увеличивается и становится равным U z . На выходе D-триггера 30 — 2 логическая «1» появляется в момент прихода синхронизирующего импульса с выхода генератора 31 синхроимпульсов и подается на вход второй схемы 9 — 2 управления.

На выходах второй схемы 9 — 2 управления появляется сигнал, поступающий на базы второй пары транзисторов 7 — 2. Таким образом, переключение с одной пары транзисторов на другую осуществляется синхронно с работой двухтактного инвертора, синхронизируемого генератором 31 тактовых импульсов, благодаря чему исключается дробление импульсов двухтактного инвертора 3 и протекание уравнивающего тока в обмотках одного плеча выходного трансформатора 4.

Когда начинает работать вторая пара транзисторов 7 — 2, напряжение на выходных клеммах становится равным (-)ng = К - алых где K — второй коэффициент трансформации трансформатора 4 при работе второй пары транзисторов 7 — 2;

U,—,„второе напряжение на выходе не5 прерывного трансформатора 1 напряжения.

При дальнейшем увеличении напряжения на входных выводах так, что логическая «1» появляется на и-м выходе дешифратора 16, начинает работать (7 — п)-я пара транзисторов, причем переключение на (7 — п) -ю пару транзисторов осуществляется также синхронно с работой двухтактного инвертора 3.

При работе (7 — и)-й пары транзисторов напряжение на входных клеммах становится равным - и = К 1- 6 где Kn — п-й коэффициент трансформации трансформатора 4 при работе и-й пары транзисторов 7 — n;

Ug„„p-п-е напряжение на выходе непрерывного стабилизатора напряженияя.

Коэффициент трансформации трансформатора 4 и выходные напряжения непрерывного стабилизатора 1 напряжения выбираются так, что

К 1-фу Кр(-)gay é -- К (-)5sxn. 1- Диоды 8 устанавливаются для защиты трансформаторов от обратного напряжения, 30 которое появляется при работе первой пары транзисторов 7 — 1 на коллекторах второй

7 — 2 и и-й 7-п пар транзисторов, а при работе второй пары транзисторов 7 — 2 на коллекторах и-й пары транзисторов 7 — и.

Рассмотрим случай, когда один из транзисторов выходит из строя. При наличии логической «1», например, на втором выходе дешифратора 16, когда работает вторая пара транзисторов 7 — 2, один из этих транзисторов выходит из строя. Если транзистор не открывается, 40 то магнитопровод трансформатора 4 насышается, резко увеличивается ток через второй транзистор и перегорает предохранитель в цепи коллектора второго транзистора. Если один из транзисторов не закрывается, то

45 магнитопровод трансформатора 4 также насыщается, резко увеличивается ток через этот транзистор и перегорает предохранитель в цепи его коллектора. Далее магнитопровод трансформатора 4 перемагничивается и вновь насыщается, резко увеличивается ток через второй транзистор и перегорает предоxðàíèòåëü в цепи второго транзистора, т.е. в обоих случаях вторая пара транзисторов 7 — 2 не влияет на дальнейшую работу схемы.

При этом на второй вход мажоритарного элемента 2!, второй вход второго логического элемента И 22. а также на второй вход второго логического элемента НЕ 24 подается управляющий сигнал в виде логичес1436228

Составитель Н. Цишевская

Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 5656/54 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 кой «1». С выхода второго логического элемента НЕ 24 на второй вход третьего логического элемента И 25 поступает логический

«О», т.е. на выходе третьего логического элемента И 25 всегда присутствует логический

«0», Ключ 12 — 2 и вторая схема 9 — 2 управления всегда закрыты.

Так как на входе второго мажоритарного элемента 21 присутствуют две логические

«1», на его выходе также появляется логическая «1», которая поступает на третий вход первого мажоритарного элемента 17 и через первый логический элемент ИЛИ 18, первый логический элемент И 19 и D-триггер 30 — 1 на выход узла 9 — 1 управления.

В результате этого начинает работать первая пара транзисторов 7 — 1, а напряжение на выходе стабилизатора 1 напряжения равно 1/вых1, т.е. устройство продолжает работать, но падение напряжения и рассеивание мощности на стабилизаторе напряжения завышены по сравнению с номинальным режимом работы.

Таким образом, использование источника позволяет уменьшить уровень пульсаций выходного напряжения и повысить надежность работы устройства в условиях воздей5 ствия дестабилизирующих факторов за счет уменьшения мощности, рассеиваемой транзисторами двухтактного инвертора 3, и за счет исключения переключения силовых транзисторов в полупериоде работы двухтактного инвертора 3.

Формула изобретения

Стабилизирующий источник электропитания по авт. св. № 1149355, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения и повышения надежности работы устройства в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, введены генератор тактовых импульсов и n Dтриггеров, синхронизирующие входы которых подключены к выходу генератора так20 товых импульсов, D-входы D-триггеров подключены к соответствующим выходам узла коммутации, а выходы — к соответствующим входам узлов управления.