Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение быстродействия при аварийном резервировании канала управления и обратной связи. Устройство содержит силовой канал с регулирующим органом импульсного типа, состоящим, например, из силового транзисторного ключа 1 и трансформатора 2, и силовой блок 3 выпрямления и фильтрации. В канал управления и обратной связи входят модель 4 нагрузочного контура регулирующего органа силового канала, узел 5 обратной связи, компаратор 6, источник 7 опорного напряжения, компаратор 8, источник 9 опорного напряжения. Первый контур стабилизации с компаратором 6 стабилизирует выходное напряжение с большей точностью, чем второй контур с компаратором 8. Однако второй контур стабилизации имеет более высокое быстродействие. При совместной работе двух контуров качество стабилизации определяется первым контуром. В случае выхода из строя какого-либо из составных элементов первого контура управление регулирующим органом переходит к второму контуру, причем практически без паузы в процессе стабилизации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 H 02 M 3/335

Ц 1- Цагу1глз ° е

) - :: . ;;:, ;, : з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4376411/24-07 (22) 08.02.88 (46) 30.09.89. Бюл. - 36 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) Б.А. Солдатов и !О.Г. Кутыев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1"- 1337894, кл. G 05 F 1/59, 1986, Авторское свидетельство СССР

Ф 1086501, кл. H 02 J 9/06, 1983. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЦ1ИЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение быстродействия при аварийном резервировании канала управления и обратной связи. Устройство содержит силовой канал с регулирующим органом импульсного типа, состоящим, например, из силового транИзобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания систем автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение быстродействия при аварийном резервировании канала управления и обратной связи.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизирующего источника напряжения постоянного тока.

ÄÄSUÄÄ 1513829 А1

2 зисторного ключа 1 и трансформатора 2, и силовой блок 3 выпрямления и фильтрации. В канал управления и обратной связи входят модель 4 нагрузочного контура регулирующего органа силового канала, узел 5 обратной связи, компаратор 6, источник 7 опорного напряжения, компаратор 8, источник 9 опорного напряжения. Первый контур стабилизации с компаратором 6 стабилизирует выходное напряжение с большей точностью, чем второй контур с компаратором 8. Однако второй контур стабилизации имеет более высокое быстродействие. При совместной работе двух контуров качества стабилизации опредепяется первым контуром. B случае выхода из строя какого-либо из составных элементов первого контура управление регупируюцим оргаиом переходит к второму контуру, причем практически без паузы в процессе стабилизация. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

hwaL

Источник содержит силовой канал с регулирующим органом импульсного ти,па, состоящим, например, из силового транзисторного ключа 1 и трансформаI тора 2, и силовым блоком 3 выпрямления и фильтрации. В канал управления и обратной связи входят модель 4 на-! грузочного контура регулирующего органа силового канала, узел 5 обратной, связи (с элементом гальванической развязки, например оптроном), первый

Компаратор 6, первый источник 7 опорЭ 151182 ного напряжения, второй компаратор 8 и второй источник 9 опорного напряжения. Устройство содержит также выводы 10 и ll предназначенные для подключения первичного источника пи" тания, выводы 12 и 13, предназначенные для подключения нагрузки, и собственно нагрузку 14. 11одель 4 нагрузочного контура .регулирующего органа силового канала включает вспомогательный блок выпрямления и фильтрации (дополнительная вторичная обмотка трансформатора 2, диод и конденсатор) и балластный резистор (не показаны).

Питающий вход регулирующего органа силового канала (эмиттер транзистора 1 и начало первичной обмотки трансформатора 2). соединен с вывода- 20 ми 10 и 11. Вход силового блока 3 выпрямления и фильтрации соединен с выходом регулирующего органа (с силовой вторичной обмоткой трансформатора 2), а выход — с выводами 12 и 13. Опорный вход 25 компаратора 6 подключен к выходу источ-, ника 7 опорного напряжения, сигнальный вход через узел 5 обратной связи — к выходу силового блока 3 выпрямления и фильтрации, а выход — к 30 управляющей цепи регулирующего органа (к базовой цепи транзистора 1).

Опорный вход компаратора 8 -соединен с выходом источника 9 опорного напряжения Сигнальный Вход — с Выхо дом модели 4 нагрузочного контура регулирующего органа силового канала (с выводами балластного резистора), а выход включен параллельно выходу

;компаратора 6. В модели 4 нагрузоч- 40 ного контура регулирующего органа силового канала вход вспомогательного блока выпрямления и фильтрации соединен с дополнительным выходом регулирующего органа (с дополнитель- 45 ной вторичной обмоткой трансформатора 2), а балластный резистор подключен к выходу вспомогательного блока выпрямления и фильтрации (параллельно конденсатору)..

Источник работает следующим образом.

Силовой транзисторный ключ 1 находится под управляющими воздействиями одновременно двух компараторов 6 и 8. В соответствии с этим в источнике напряжения функционируют два независимых контура стабилизации. В . первом контуре на компараторе 6 сравниваются напряжения, формируемые ис1 точником 7 опорного напряжения и узлом 5 обратной связи. При этом обеспечивается стабилизация напряжения на нагрузке 14 при случайных изменениях входного питающего напряжения, отклонениях параметров составных. элементов устройства или при изменениях нагрузки 14. Во втором контуре на компараторе 8 сравниваются напряжения, формируемые источником 9 опорного напряжения и моделью 4, и также обеспечивается стабилизация напряжения на нагрузке 14. При нормальном функционировании всех элементов данного источника стабилизация выходного напряжения осуществляется одновременно по обоим контурам, но с разным качеством.

Первый контур стабилизирует напряжение при большем, чем второй количестве случайно изменяемых параметров, включая параметры вторичной цепи трансформатора 2. Поэтому по сравнению с вторым контуром первый контур стабилизирует выходное напряжение с меньшим допуском (разбросом). Второй контур на изменения параметров реагирует только в той степени, в какой модель 4 соответствует моделируемой цепи, т.е. всегда с заведомо худшей точностью (большим разбросом), чем первый контур. С учетом требований на допускаемые отклонения стабилизированного на. пряжения + +Л, — первым и + — вторым контурами номинальное напряжение стабилизации второго контура находится из условия равенства нижних допускаемых пределов выходного напряжения, т.е, U — 5 = U — g (U и 11 - номи1 1 а 2 1 2 нальные напряжения стабилизации соот" ветственно первого и второго контуров).

Таким образом, при совместной работе двух контуров стабилизация выходного напряжения будет осуществляться в пределах U + Ь „, т. е. не хуже, чем до введения второго контура стабилизации, В силу же меньшего числа элементов во втором контуре и отсутствия в нем инерционной гальванической развязки стабилизация через модель 4 и компаратор 8 осуществляется с большим, чем в первом контуре быстродействием.

Следовательно, контуры при нормальной работе источника напряжения дополняют друг друга, а именно первый

5 151 в большей степени обеспечивает точность, второй — быстродействие. В целом показатели качества стабилизации, выходнсго напряжения — точность и быстродействие при работе двух контуров — оказываются лучшими, чем при работе каждого контура отдельно. Отказы в узле 5 обратной связи, в компараторе 6 или в источнике 7 опорного напряжения приводят к потере точности, но не к полному прекращению стабилизации. Стабилизация B этом случае продолжает осуществляться в пределах U 1, причем паузы при

2 указанном изменении качества стабилизации практически не наблюдаются. формула изобретения

1. Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий силовой канал,. включающий регулирующий орган импульсного типа, питающий вход которого соединен с выводами для подключения первичного источника питания, и силовой блок выпрямления и фильтрации, вход которого соединен с выходом регулирующего орга;на, а выход — с выводами для подключения нагрузки, канал управления и

1829 обратной связи, включающий первый компаратор,.опорный вход которого подключен к выходу первого источника опорного напряжения, сигнальный входк выходной цепи силового блока выпрямления и фильтрации, а выход — к управляющей цепи регулирующего органа, второй компаратор, опорный вход

10 которого соединен с выходом второго источника опорного напряжения, а выход включен параллельно выходу первого компаратора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

15:быстродействия при аварийном резервировании канала управления и обрат.ной связи, в последний введена модель нагруэочного контура регулирующего органа силового канала, выход которой подключен к сигнальному входу второго компаратора.

2, Источник по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что модель нагрузочного контура регулирующего органа силового канала включает вспомогательный блок выпрямления и, фильтрации, вход которого соединен с дополнительным выходом регулирующего органа, и балластный резистор, подключенный к

30 выходу вспомогательного блока выпрямления и фильтрации.

15! 1829

Составитель Л. Морозов

Техред Я.Дидык

Редактор А. Лежннна

Корректор О. Ципле

Заказ 5910/56 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул..Гагарина, 101