Многоканальный стабилизированный источник электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение коэффициента пульсаций выходных напряжений. Устройство состоит из общего регулятора 1 переменного напряжения и N каналов стабилизации, включающих управляемые выпрямители 5.1...5.N, линейные стабилизаторы 7.1...7.N. Стабилизация выходных напряжений стабилизаторов 7 осуществляется благодаря наличию цепи обратной связи по напряжению. Введение дополнительной обратной связи по току, включающей датчики тока 8.1...8.N, узлы 17.1...17.N сравнения по току и узел 19 усреднения сигналов управления по току, обеспечивает поддержание минимального угла регулирования тиристоров управляемых выпрямителей 5.1...5.N, а следовательно, позволяет уменьшить величину пульсаций выходных напряжений каналов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

1 (21) 4459954/07 (22) 06.06,88 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (72) В.Б. Мальцев, В.И. Невзгодин и Д,В

Решетнев (53) 621.316.722.1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1068912, кл. G 05 F 1/56, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N. 1275407, кл. G 05 F 1/56, 1986. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение коэффициента,,5U „„1668974A1 (505 G 05 F 1/56 пульсаций выходных напряжений. Источник состоит из общего регулятора 1 переменного напряжения и п каналов стабилизации, включающих управляемые выпрямители

5.1 — 5.п, линейные стабилизаторы 7.1-7.п.

Стабилизация выходных напряжений стабилизаторов 7 осуществляется благодаря наличию цепи обратной связи по напряжению.

Введение дополнительной обратной связи по току, включающей датчики тока 8.1 — 8.п, узлы 17.1-17.п сравнения по току и узел 19 усреднения сигналов управления по току, обеспечивает поддержание минимального угла регулирования тиристоров управляемых выпрямителей 5.1 — 5.п, а следовательно, позволяет уменьшить величину пульсаций выходных напряжений каналов.

1 ил.

1668974

15

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является уменьшение коэффициента пульсаций выходных напряжений.

На чертеже представлена схема многоканального стабилизированного источника электропитания, Источник электропитания содержит регулятор 1 переменного напряжения, включенный между входными выводами и первичной обмоткой 2 силового трансформатора 3, к вторичным обмоткам 4.1 — 4.п (где

n — число каналов выходного напряжения) которого подключены управляемые выпрямители 5.1 — 5я на тиристорах, сглаживающие фильтры 6,1 — 6,п, линейные стабилизаторы 7.1 — 7.п, датчики 8.1 — 8.п тока. Линейные стабилизаторы 7.1 — 7.п включают регулирующие транзисторы 9.1-9,п, блоки 10.1 — 10.п управления регулирующими транзисторами 9,1-9.п, к переходам коллектор — эмиттер которых подключены датчики 11.1 — 11.п напряжения, выходы датчиков 11.1 — 11. и напряжения соединены с входами формирователя 12 сигнала обратной связи, выход которого соединен с первым входом управления регулятора 1 переменного напряжения, К выходам датчиков 11.1 — 11.п напряжения подключены первые входы узлов 13.1-13.п сравнения по напряжению, к вторым входам которых подключены источники 14.1 — 14.п опорного напряжения, выходы узлов 13.1-13я через усилители 15.1 — 15я и формирователи 16.1—

16,п импульсов управления соединены с управляющими входами управляемых выпрямителей 5,1 — 5,п, первые входы узлов

17.1 — 17я сравнения по току соединены с выходами датчиков 8.1 — U,.п тока, вторые входы соединены с источниками 18.1 — 18я опорного напряжения, выходы узлов 17.1-17.п подключены к входам узла 19усреднения сигналов управления по току, выход которого соединен с вторым входом управления регулятора 1 переменного напряжения, Источник электропитания работает следующим образом.

Напряжения вторичных обмоток 4,14я силового трансформатора 3 поступают на входы управляемых тиристорных выпрямителей 5.1 — 5.п, где выпрямляются, и после этого подаются на фильтры 6,1 — 6я, где сглаживаются, и далее подаются на коллекторы регулирующих транзисторов 9.1 — 9.п.

Блоки 10.1-10.п управления сравнивают значения выходных напряжений соответствующих линейных стабилизаторов

7.1-7.п с заданными и в функции сигнала рассогласования задают базовые токи соответствующих регулирующих транзисторов

9.1-9.п, причем увеличение выходного напряжения линейного стабилизатора 7,1 — 7.п приводит к уменьшению базового тока соответствующего регулирующего транзистора

9.1 — 9я, а уменьшение напряжения — к увеличению тока, при этом падение напряжения на регулирующем транзисторе 9.1 — 9я возрастает при уменьшении базового тока.

Изменение напряжения на выходе линейного стабилизатора 7.1 — 7.п определяется параметрами блока 10.1-10.п управления, является весьма малым, в связи с чем изменение напряжения на входе линейного стабилизатор 7„1 — 7я практически равно изменению напряжения на соответствующем регулирующем транзисторе 9.1—

9.п.

Датчики 11,1-11,п напряжения измеряют фактические значения падений напряжения на регулирующих транзисторах 9.1 — 9.п, формирователь 12 сигнала обратной связи выбирает из выходных сигналов датчиков

11,1 — 11.п напряжения минимальный сигнал и подает его на соответствующий вход регулятора 1 переменного напряжения, где происходит сравнение сигнала обратной связи с заданным значением и регулирование переменного напряжения на первичной обмотке 2 силового трансформатора 3 в функции сигнала рассогласования, При этом изменение сигнала обратной связи приводит к такому изменению переменного напряжения, при котором компенсируется изменение сигнала обратной связи.

Результирующее изменение сигнала обратной связи определяется соответствующими параметрами ре;улятора 1 переменного напряжения и является незначительным, поэтому величина сигнала обратной связи поддерживается практически постоянной.

В качестве сигнала обратной связи выбирается минимальный из выходных сигналов датчиков 11.1-11.п напряжений, Этот сигнал соответствует,падению напряжения на регулирующем транзисторе 9.1-9.п наиболее нагруженного ка нала, так как оно уменьшается за счет увеличения падения напряжения на внутреннем сопротивлении блока питания. При этом датчики 11.1-11.п напряжения остальных каналов измеряют повышенные значения падений напряжения на регулирующих транзисторах 9 1-9я.

Измеренное значение напряжения сравнивается узлами 13.1-13.п сравнения по напряжению с значением напряжения первого источника 14.1-14 и опорного на1668974

15 пряжения и усиливается усилителем 15.115.п. Сигналы из усилителей 15.1-15.п через формирователи 16.1-16.п управляющих импульсов поступают на управляющие электроды тиристоров выпрямителей 5.1-5.п соответствующих каналов, уменьшая падение напряжения на регулирующих транзисторах 9.1 — 9.п менее нагруженных каналов до номинального значения. При этом напряжение на выходах всех каналов имеет значение, равное максимальному.

Для уменьшения коэффициента пульсаций выходного напряжения менее нагруженных каналов при сохранении допустимого отклонения напряжения на их . выходе и максимального коэффициента полезного действия датчики 8,1-8. и тока измеряют значения токов в соответствующих каналах. Измеренные напряжения, пропорциональные значениям токов загрузки каналов, сравниваются узлами 17.1 — 17.п сравнения по току с значениями напряжения вторых источников 18.1 — 18.п опорного напряжения и сигналы рассогласования подаются на соответствующие входы узла

19 усреднения сигналов управления по 1оку. Узел 19 усреднения реализует функцию

У = У -таХ(У1. У2;... У,)-min(Yi.У2.... Уп)

i=1 rI — 2 где у — сигнал рассогласования соответствующего канала, пропорциональный току его загрузки, полученный с выходов узлов

17.1 — 17.п сравнения по току; п>2 — количество каналов выходного напряжения.

Функция позволяет усреднить сигналы с выходов узлов 17.1-17.п сравнения, обеспечивая, таким образом, точность регулирования и оптимальную стратегию управления, при этом отбрасывая из них наибольший и наименьший.

В соответствии с данной функцией управляющее воздействие подается на второй вход регулятора 1 переменного напряжения ,,до тех пор, пока не выполнится условие

Y(gig

Регулятор 1 переменного напряжения дополнительно изменяет напряжения вторичных обмоток 4.1-4.п силового трансформатора 3, которые поступают на входы тиристорных выпрямителей 5.1-5.п, что приводит к изменению угла регулирования тиристоров выпрямителей 5.1-5.п.

Результирующее изменение сигнала обратной связи определяется соответствующими параметрами регулятора 1 переменного напряжения и является незначительным, поэтому величина сигнала

55 обратной связи поддерживается практически постоянной.

Источник поддерживает на заданном уровне падение напряжения на регулирующих транзисторах 9.1-9.п всех каналов, что обеспечивает минимальные потери энергии в линейных стабилизаторах 7.1-7.п. зэ счет чего обеспечивается максимальный КПД источника, а также поддерживает в заданных пределах угол регулирования тиристоров выпрямителей 5.1 — 5 и каналов. обеспечивающий минимальный коэффициент пульсации напряжения всех каналов.

Формула изобретения

Многоканальный стабилизированный источник электропитания, содержащий регулятор переменного напряжения, вход которого подключен к входным выводам, а выход — к первичной обмотке силового трансформатора, выполненного с и вторичными обмотками, к каждой из которых подключены последовательно соединенные управляемый выпрямитель на тиристорах, сглаживающий фильтр и линейный стабилизатор с последовательным регулирующим транзистором, и датчиков напряжения, подключенных параллельно силовым выводам регулирующих транзисторов линейных стабилизаторов соответствую цих каналов, формирователь сигнала обратной связи, выход которого соединен с первым входом управления регулятора переменного напряжения, а входы соединены с выходами датчиков напряжения, вход управления каждого иэ управляемых выпрямителей подключен к выходу соответствующего формирователя импульсов управления, соединенного последовательно с соответствующими усилителем и узлом сравнения по напряжению, первый вход которого соединен с выходом соответствующего первого источника опорного напряжения, а второй вход — с выходом соответствующего датчика напряжения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента пульсаций выходных напряжений, в него введены и датчиков тока, и узлов сравнения по току и узел усреднения сигналов управления по току, выход которого соединен с вторым входом управления регулятора переменного напряжения, входы узла усреднения сигналов управления по току подключены к выходам узлов сравнения по току, каждый датчик тока включен между выходом линейного стабилизатора напряжения и выходными выводами соответствующего канала, первые входы узлов сравнения по току соединены с выходами соответствующих датчиков тока, а вторые входы — с выходами соответ1668974 с, Составитель Е. Финогенов

Техред М.Моргентал Корректор.М.Демчик

Редактор И. Горная

Заказ 2655 Тираж1 19 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стьующих вторых источников опорного напряжения, при этом узел усреднения сиг-. налов управления по току реализует функцию

Y =f Yl- (Yt Y2,"Yn)-ml Ьi, Y2 -.Yn)

1=1 где у) — сигнал на 1-входе узла усреднения сигналов управления по току.