Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания систем автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - увеличение быстродействия при переходе из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока. Источник напряжения содержит контур стабилизации (напряжения , в который входят регулирующий .элемент 1 и узел 5 обратной связи по напряжению с цифроаналоговым преобразователем 6 и усилителем 7. Для

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИО ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (l9) (И) (51) 4 С 05 F 1/573

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4.1 94304/24-07 (22) 13.02.87

{46) 15.01.89. Бюл. Р 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (72) И.A.Безбородько, Н.Н.Жеребцов и А,П.Майоров (53) 621.316 ° 722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 978125, кл. С 05 F 1/573, 1981.

Источники питания постоянного тока Б5-46, Б5-47, Б5-48, Б5-49, Б5-50. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3.233.220.ТО..

М.: Mam б 10 (54) СТАБИЦИЗИРУИЩИЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОНННОГО ТОКА

{57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания систем автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — увеличение быстродействия при переходе из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока. Источник напряжения содержит контур стабилизации .напряжения, в который входят регулирующий . элемент 1 и узел 5 обратной связи по напряжению с цифроаналоговым преобразователем 6 и усилителем 7. Лля

1451670 контроля тока предусмотрен контур, состоящий из датчика 2 тока с резистивным шунтом 3 и дифференциальным усилительным каскадом 4 и узла 9 обратной связи по току с цифроаналого вым преобразователем 10 и усилителем

11. При повреждении в нагрузке второй контур воздействует на первый, обуславливая ограничение тока. Для сокращения переходного процесса при смене режимов в устройство введен узел

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания систем автоматики и вычислительной техники. 5

Цель изобретения — увеличение быстродействия при переходе из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации- тока.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизирующего источника напряжения постоянного тока.

Устройство содержит регулирующий элемент 1, датчик 2 тока с резистивным шунтом 3 и дифференциальным усилительным каскадом 4, узел 5 обратной связи по напряжению с первым цифроаналоговым преобразователем 6, первым усилителем 7 и симметрирующим резистором 8, узел 9 обратной связи по току с вторым цифроаналоговым преобразователем 10 и вторым усилителем

11, вспомогательный диод 1? вспомогательный стабилитрон 13 и резистор

14 смещения. На схеме также обозначены выводы 15 и 16 для подключения потенциальных выводов соответственно первичного источника питания и нагрузки, цифровые магистрали 17.1-17.1 и 18. 1-18.п задатчиков кодов соот- З0 ветственно напряжения и тока, отрицательный полюс 19 (-Е„) двухполярного источника литания первого 7 и второго

11 усилителей и дифференциального уси. лительного каскада 4. Регулирующий элемент 1 включен последовательно с датчиком 2 тока (последовательно с резистивным шунты 3) в силовую шину, расположенную между входным выводом

I сдвига постоянного уровня выходного напряжения усилителя 11, выполненный в виде диода 12, стабилитрона 13 и резистора 14 смещения, соединенного с отрицательным полюсом двухполярного источника питания. Этот узел снижает положительный уровень напряжения в контуре стабилизации напряжения, что позволяет уменьшить время изменения выходного сигнала усилител я 1.1. 1 ил.

15 и выходным выводом 16, при этом инвертирующий вход дифференциального усилительного каскада 4 подключен к выходному выводу 16, а неинвертирующий вход — к выходу регулирующего элемента 1. Сигнальный вход узла 5 обратной связи по напряжению (дополнительный аналоговый вход первого цифроаналогового преобразователя 6) подключен к выходному выводу 16 и шине нулевого потенциала. Сигнальный вход узла 9 обратной связи по току (дополнительный аналоговый вход второго цифроаналогового преобразователя 10) подключен к выходу датчика 2 тока (к выходу дифференциального усилительного каскада 4). Выходы задатчиков кодов напряжения и тока, выполненные в виде цифровых магистралей 17. 1-17. 1 и 18. 1-18.п соединены с цифровыми входами соответственно первого 6 и второго 10 цифроаналоговых преобразователей. Анод вспомогательного диода 12 соединен с потенциальным выводом неинвертирующего входа первого усилителя 7. Катод вспомогательного стабилитрона 13 подключен к выхбдному потенциальному выводу второго усилителя 11. Катод вспомогательного диода 12 и анод вспомогательного стабилитрона 13 через резистор 14 смещения соединены с отрицательным полюсом 19 двухполярного источника питания. Инвертирующие входы первого 7 и второго 11 усилителей подключены к выходам соответственно первого 6 и второго 7 цифроаналоговых преобразователей, а выход первого усилителя 7 — к управляю14516 щему входу регулирующего элемента 1.

Устройство работает следующим образом.

Режим стабилизации напряжения устанавливается, если ток нагрузки не превышает ток, соответствующий опорному напряжению U „ цифроаналогового преобразователя 10 и цифровому слову, переданному по цифровой магистрали 18. 1-18.п на цифровые входы второго цифроаналогового преобразователя 10 от задатчика кода тока. При этом уровень сигнала, поступающего от дифференциального усилительного каскада 4 через цифроаналоговый преобразователь 10 на инвертирующий вход усилителя 11, не обеспечивает линейный режим работы последнего, вследст- >С вие этого напряжение на выходе усилителя 11 стремится к +Е„. В этой ситуации диод 12 закрыт и управляемая обратная связь по току не оказывает влияния на работу преобразователя код-напряжение, состоящего из узла 5 обратной связи по напряжению и регулирующего элемента 1. Весь преобразователь код-напряжение охвачен цепью обратной связи через дополнительный аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 6.

Выходное напряжение U ц„ устройства определяется по формуле

Ng Uоп6 35

bi()r 2 ы

t где U,„ - опорное напряжение цифроаналогового преобразователя 69

4С

N < — количество задействованных двоичных разрядов цифроаналогового преобразователя 6

N — общее количество двоичных

45 разрядов цифроаналогового преобразователя 6.

При увеличении тока через нагрузку напряжение на выходе дифференциального усилительного каскада 4 возрастает. При достижении напряжением определенного уровня, соответствующего опорному напряжению.U <» „и цифровому слову, переданному по цифровой магистрали 18.1-18.п на цифровые входы цифроаналогового преобразователя 10, усилитель 11 выходит из режима насыщения. Дальнейшее увеличение тока нагрузки уменьшает напряжение на выходе

70 а усилителя 11 -o тех пор, пока не откроется диод 12. При этом через управляемую обратную связь передается ток от усилителя 11 на неинвертирун щнй вход усилителя 7, что вызывает уменьшение напряжения U „„ на выходе устройства, а следовательно, и тока нагрузки. Таким образом, устанавливается режим ограничения тока нагрузки.

Ток нагрузки определяется по формуле

N o Ugn o SLY 2 ice - R

I э где P, — коэффициент передачи дифференциального усилительного каскада 4;

N — количество задействованных двоичных разрядов цифроаналогового преобразователя !О;

N — общее количество двоичных разрядов цифроаналогового преобразователя 10;

R — величина сопротивления измерительного шунта 3.

Для исключения самовоэбуждения в схеме и для получения оптимальных переходных характеристик схемы при переходе из одного режима работы в другой, необходимо выполнить условие с.„, где с„ — постоянная времени коррекции усилителя 7;, — постоянная времени коррекции усилителя »11.

Переходная характеристика предлагаемого устройства при смене режимов работы выбросов не имеет. Для увеличения быстродействия При переключении из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока предусмотрен узел сдвига постоянного уровня выходного напряжения усилите-, ля 11, состоящий из стабилитрона 13 и резистора 14 смещения. Этот узел ограничивает положительный уровень напряжения в контуре стабилизации напряжения, что позволяет уменьшить время изменения выходного сигнала усилителя 11. Через резистор 14 смещения может быть подведено напряжение и от внешнего источника, меньшее или равное по абсолютной величине отрицательному напряжению -Еп двухполярного источника питания. При подаче положительного потенциала на свободный вывод резистора 14 смещения данный узел сдвига отключается и время перехода из режима стабилиСоставитель Л.Морозов

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор В.Бутяга

Редактор А.Огар

Заказ 7079/46 Тираж 788 Подписное

ВБКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14516 зации напряжения в режим стабилизации тока увеличивается.

Формула изобретения

Стабилизирукщий источник напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный последовательно с датчиком тока в одну из силовых иин,расположенных между входными и выходными выводами, предназначенными для подключения соответственно первичного источника пита ния и нагрузки, узел обратной связи по напряжению, снабженный первым циф- @ роаналоговым преобразователем, первым усилителем, и симметрирующим резистором, и подключенный сигнальным входом к выходным выводам, узле обратной связи по току, снабженный вторым циф- 2О роаналоговым преобразователем и вто рым усилителем и подключенный сигнальным входом к выходу датчика тока, задатчики кодов напряжения и тока, вы" ходы которых соединены с цифровыми дб входами соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, 1 двухполярный источник питания первого и второго усилителей, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уве70 . 6 личения быстродействия при переходе из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока, в него введены вспомогательный диод, вспомогательный стабилитрон и резистор смещения, а цифроаналоговые преобразователи выполнены с дополнительными аналоговыми входами, причем анод вспомогательного диода соединен с потенциальным выводом неинвертирующего входа первого усилителя, катод вспомогательного стабилитрона подключен к выходному потенциальному выводу второго усилителя, катод вспомогательного диода и анод вспомогательного стабилитрона через резистор смещения соединены с отрицательным полюсом двухполярного источника питания, инвертирукщие входы первогб и второго усилителей подключены к выходам соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, а выход первого усилителя — к управляющему входу регулирующего элемента, сигнальными входами узлов обратной связи по напряжению и току являются дополнительные аналоговые входы соответст-. венно первого и второго цифроаналоговых преобразователей.