Многоканальная система электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания нагрузок, требующих различные номиналы напряжений при широком диапазоне изменения их токов Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения гальванической развязки выходов каналов стабилизации от управляемого источника напряжения пе

16 ременного тока. Устройство содержит . управляемый источник 1 напряжения переменного тока, силовой трансформатор 2, N вторичных обмоток которого подключены к входам N каналов стабилизации на линейных стабилизаторах 4.

Управляющий вход источника 1 соединен с выходом блока 5 управления.

В схему введены импульсный траисфор9905

4 матор 7 с N вторичными обмотками 9, соединенными через ограничительные диоды 6 со стабилизаторами 4, управляемый ключ 10, генератор 11 импульсов, вспомогательный источник 12 питания и конденсатор 14. Это позволяет гальванически развязать каналы от источника 1. 2 ил.!

Изобретение относится к электро- 15 технике и предназначейо для питания нагрузок, требующих различные номиналы йапряжений при широком диапазоне изменения их токов..

Цель изобретения — расширение об- 20 ласти применения путем обеспечения гальванической развязки выходов каналов стабилизации от управляемого источника напряжения переменного тоza. 25

На фиг.1 представлена Функциональная схема многоканальной сисгемы электропитания; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие ее работу, Система содержит управляемый ис- 30 . точник 1 напряжения переменного тока, выход которого подключен к нервичной обмотке силового трансформа\ % тора 2 с N вторичными обмотками, ч каналов стабилизации, каждый из ко- 3

35 торых состоит иэ выпрямителя 3 с фильтром и линейного стабилизатора

4 напряжения постоянного йока, блок

5 управления с усилителем постоянно40 . го тока, N ограничительных диодов 6, иютульсный трансформатор 7 с первичной обмоткой 8 и N вторичными обмотками 9, управляемый ключ 10, управля- ющим входом соединенный с выходом генератора 11 импульсов, вспомогательный источник 12 питания, выпрямитель-: ный диод 13 и конденсатор 14.

На временных диаграммах фиг.2 приняты следующие обозначения:

Ц3 — падение напряжения на регулиру50 ющем транзисторе линейного стабилизатора 4 первого канала;

gU - падение напряжения на регулиру" ф ющем транзисторе линеиного ста- . билизатора 4 второго канала, ° 55

JUL - падение напряжения на регулиру-. ющем транзисторе линейного ста-. билизатора о N-го какала;

С напряжение На конденсаторе 14;

UQ N Форма напряжения на всех

Й+! (N+1) обмотках трансформатора 7 (одна первичная и .

N вторичных);

t< — моменты времени включения и выключения импульсов;

t< 2 и t q- интервалы времени, в течение которых ключ 10 замкнут, Система работает следующим образом.

Переменное напряжение с выхода управляемого источника 1 через трансформатор 2 поступает на входы выпрямителей 3 с фильтрами, где оно вы-. прямляется, затем полученное постоянное наПРяжение поступает.на входы линейных стабилизаторов 4, на выходах которых формируются необходимые выход»: ные напряжения.

Генератор 11 импульсов формирует импульсы, замыкающие ключ 10 в промежутках времени t< и t (Фиг.2).

При этом на первичйую обмотку 8 импульсного трансформатора 7 через ключ

10 от источника 12 прикладывается напряжение полярностью, закрывающее все диоды 6 и 13.

Ток от источника 12 через первичную обмотку 8 запасает в индуктивности трансформатора 7 некоторую энергию, которая в момент размыкания ключа (время t и t4.) высвобождается в виде импульсов ЭДС обратного хода.

При разомкнутых обмотках импульсного трансформатора 7 амплитуда импульса

ЭДС обратного хода может достичь зна чительной величины, но так как вторичные обмотки 9 подключены между ,входами и выходами линейных стабилизаторов 4 через ограничительные диоды 6, то при достижении амплитуды импульса обратного хода величины падения.напряжения на регулирующем транзисторе линейного стабилизатора, име5 1б2990 ющего.в данный момент времени наименьшее падение напряжения ц, LUAU,например, первого gU ю первый диод б открывается и ограничивает амплитуду импульса величиной

Щ+ 0, где Ug -прямое падение на-. пряжения на диоде б. Поэтому напряжение на всех обмотках так как они индуктивно взаимосвязаны, имеет форму изображенную .на фиг.2 (U, -у ц,< ).

Импульсы ЭДС обратного хода, возникающие также и на первичной обмотке

8 импульсного трансформатора 7, будут открывать диод 13 и заряжать кон-. денсатор 14, напряжение на котором буДет иметь форму U (фиг.2). Это напряжение приблизительно равно у

t t емкость конденсатора 14 можно подобрать таким образом, чтобы пульса- 20 ции напряжения на нем имели минималь.но допустимое значение, Таким образом, оказывается, что напряжение на конденсаторе 14 равно (при одинакбвых числах витков первич- 25 ной и вторичных обмоток трансформатора 8) падению напряжения U „ -- U на регулирующем транзисторе того линейного стабилизатора, который в данный момент времени имеет максимальную 38 нагрузку, т.е. на конденсаторе 14 выделяется минимальное напряжение

° U > „„ „ . Напряжение конденсатора 14 поступает на вход блока 5 управления с усилителем постоянного тока, 35 здесь оно cpBBBHBBeTcB c уставкой, вырабатывается сигнал рассогласования, который усиливается и управляет выходным напряжением источника 1 таким образом, что на входе линейного 4р стабилизатора 4 наиболее загруженного канала поддерживается напряжение больше выходного на минимально допустимую величину Нкэ ущип pyric нормаль ной работы линейного стабилизатора

4, в данном случае первого канала. э1.

Если через некоторое время окажется. наиболее загруженщам второй канал, то схема будет поддерживать минималь-, но необходимое напряжение gU> U щ -5 р уже дпя второго канала.

Ввиду того, что в любой момент времени на вход линейных стабилизаторов поступает минимально допустимое для нормальной работы линейных . стабилизаторов напряжение, данное техническое решение обеспечивает мак.симальное значение КПД, зто свойство присуще известной системе. Однако опи-., 5 6 сываемая система обеспечивает галь ваническую развязку между ка. адами, обеспечивает развязку выхоцов от источника 1 ° Источник 12 и генератор 11 могут использоваться в узлах управ» ления стабилизаторов 4 и управляемого источника 1. Таким образом, предложенное изобретение позволяет существенно упростить принципиальную схему системы, уменьшить количество комплектующих изделий, следовательно, повысить надежность.

Ввиду того, что как на входе линейных стабилизаторов 4., так и на выходе подключаются конденсаторы, влияние импульсов тока через регулирующий транзистор на работу стабилизаторов назначительно, значение тока можно принять около 1 мА, что для достаточно мощных стабилизаторов практически незаметно, кроме того, импульсы тока присутствуют только на том стабилизаторе, который имеет максимум тока нагрузки, что еще более маскирует импульсы ЭДС обратного хода.

В том случае, если в многоканальном стабилизаторе используются линейные стабилизаторы. 4, допускающие разную величину, вторичные обмотки снабжаются соответствующе числом витков, пропорциональным U<> „д i, что обе спечивает нормальную работу всех линейных стабилизаторов с максимальным КПД.

Формула из обретения

Иногоканальная система электропитания, .содержащая управляемьп» источник напряжения переменного тока, управляющий вход которого соединен с выходом ©лока управления с усилителем постоянного тока, а выход — с первичной обмоткой силового трансформатора с N вторичными обмотками, N каналов стабилизации, кажцый из которых состоит из последовательно соединенных выпрямителя с фильтром и линейного стабилизатора напряжения постоянного тока, причем вход выпрямителя с фильтром подключен к соответству-. ющей вторичной обмотке силового трансформатора, а выход вьптрямителя соединен с выводами для подключения соответствующей нагрузки, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения путем обесl5

Составитель С.Ситко

Техред Л.Олийнык Корректор Т малец

9"—

Редактор В.Данко.Заказ 439 Тираж 465 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина»101.7 1629905 8 печения гальванической развязки вы- управляемый ключ, началом обмотки, а ходов каналов стабилизации от Управля- " Bxo блока Управления с Усилитеемого источ ппса напряжения переменно- лем постоянного тока и к конденсатого тока в него введены импульсный РУ через выпрямительный диод гене трансформатор с одной первичной и Ратор импульсов подключен к управляюN вторичными обмотками управляемый щему входу Управляемого ключа, а втоключ, вспомогательный источник rm- Ричные обмотки импульсного трансфор-: тания, генератор импульсов, конден- матора началом подключены через со" сатор, выпрямительный диод и М ог- 10 ответствующий ограничительный диод

i раничительных диодов при этом пер- к входу» а концом — непосредственно

9 вичная обмотка подключена к вспомо- к выходу линейного стабилизаторе со- .. гательному источнику. питания через.- ответствующего канала стабилизации.