Многоканальный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании вторичных источников питания. Его применение целесообразно тогда, когда в, нем используется централизованная стабилизация нескольких напряжений однимрегулятором с широтно-импульсной модуляцией. Цель изобретения - повышение КПД и надежности - достигается заменой канальных стабилизаторов 'непрерывного действия блоками з'ащиты при снижении тока внешней нагрузки какого-либо канала ниже критической величины. Блок защиты канала автоматически подгружает этот канал, предотвращая опасное повышение выходного напряжения канала при его холостом ходе. В номинальном режиме подгрузочный элемент мощности не потребляет. При наличии второго порогового элемента блок защиты обеспечивает также защиту стабилизатора от перегрузки по данному каналу, переводя стабилизатор в режим стабилизации максимально допустимого тока нагрузки в перегруженном канале. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1() (sx)s G 05 F 1/569

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! с

1 Ю

Ф. .0 (21) 4046219/07 (22) 26,03.86 (46) 15,02.92. Бюл. М 6 (72) В.С.Ефремов и А.Л.Жеребцов (53) 621.316.722.1.(088.8) (56) Грейвер Е.С. Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока М.: Связь, 1970, с. 65-67, Авторское свидетельство СССР

N- 868948, кл. Н 02 М 3/335, 1981. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании вторичных источников питания.

Его применение целесообразно тогда, когда в, нем используется централизованная стабилизация нескольких напряжений одним

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании вторичных источников питания (ВИП). Его применение целесообразно тогда, когда в ВИП используется централизованная стабилизация нескольких напряженйй одним регулятором с широтноимпульсной модуляцией (ШИМ), Цель изобретения — повышение КПД и надежности.

На чертеже изображена функциональная схема стабилизатора.

Многоканальный стабилизатор посто- янного напряжения содержит преобразователь 1 постоянного напряжения в переменное с управляющим модуляцией ширины импульсов входом и с выходным трансформатором 2, блоки 3.1 — З,N выпрямрегулятором с широтно-импульсной модуляцией. Цель изобретения — повышение

КПД и надежности — достигается заменой канальных стабилизаторов непрерывного действия блоками защиты при снижении тока внешней нагрузки какого-либо канала ниже критической величины. Блок защиты канала автоматически подгружает этот канал, предотвращая опасное повышение выходного напряжения канала при его холостом ходе. В номинальном режиме подгрузочный элемент мощности не потребляет. При наличии второго порогового элемента блок защиты обеспечивает также защиту стабилизатора от перегрузки по данному каналу, переводя стабилизатор в режим стабилизации максимально допустимого тока нагрузки в перегруженном канале. 1 з.п,ф-лы, 1 ил, ления по числу каналов, один из них максимально стабильный. Входы блоков 3.1 — 3 N выпрямления подключены к соответствующим выходам выходного трансформатора 2, при этом питающий вывод преобразователя

1 постоянного напряжения в переменное является входным выводом, а выходы каналов — выходными, выводами. Устройство содержит также по меньшей мере один блок 4 защиты, вход которого подключен к выходу соответствующего блока 3 выпрямления, а выход является выходом соответствующего канала, выход максимально стабильного канала подключен к управляющему модуляцией ширины импульсов входу преобразователя 1 постоянного напряжения в переменное. Блок 4 защиты состоит из датчика 5 тока, включенного между входом и

1712946

10

20

40

Овых (Я

2 f iar

55 выходом блока 4 защиты, первого порогового элемента 6, вход которого подключен к выходу датчика 5 тока, управляемого подгрузочного элемента 7, управляющий вход которого подключен к выходу первого порогового элемента 6, а выход — к выходу блока

4 защиты, и из второго порогового элемента

8, вход которого подключен к выходу датчика 5 тока, а выход — к введенному управляющему защитному входу преобразователя 1 постоянного напряжения в переменное.

Стабилизатор работает следующим образом.

Преобразователь 1 постоянного напряжения в переменное преобразует поступающее на ввод питания постоянное напряжение в прямоугольные импульсы с шириной, управляемой с управляющего входа преобразователя, причем увеличению управляющего сигнала соответствует сужение этих импульсов, Странсформированные выходным трансформатором 2 импульсы выпрямляются и сглаживаются блоками 3.1 — ЗМ выпрямления, на выходах которых получаются преобразованные по величине постоянные напряжения, которые подаются на выходы; Установившемуся режиму стабилизатора соответствует динамическое равновесие между шириной импульсов преобразователя 1 и напряжением на выходе максимально стабильного канала, подключенного к управляющему входу преобразователя (на чертеже вых. N), Стабилизация напряжения на выходе этого канала осуществляется как в одноканальном стабилизаторе со сколь угодно высокой точностью, зависящей только от стабильности источника опорного напряжения, входящего в состав преобразователя, и от петлевого усиления цепи следящей обратной связи по напряжению.

Стабилизация напряжения на выходах других каналов с меньшей точностью осуществляется автоматически, но только в том случае, если токи нагрузок каналов не падают ниже критической величины где U>« — выходное напряжение канала;

y — коэффициент заполнения импульсов;

f — рабочая частота ВИП;

Lap — индуктивность дросселя фильтра, При меньших токах нагрузок токи через индуктивности LC-фильтров в блоках 3 выпрямления претерпевают разрывы, вследствие чего LC-фильтры переходят в режим работы емкостных. Напряжения-на их выходах возрастают и при холостом ходе достигают амплитуд выпрямленных импульсов, в

1/у раз превосходящих номинальное напряжение стабилизации.

Введенный блок 4 защиты предотвращает возможность снижения тока через дроссель фильтра в блоке 3 выпрямления ниже критической величины, чем обеспечивает защиту от опасного повышения выходного напряжения канала при его холостом ходе.

Ток нагрузки канала измеряется датчиком 5 тока. При снижении тока внешней нагрузки до минимально допустимого значения, задаваемого первым пороговым элементом 6, управляемый подгрузочный элемент 7 полностью или частично подключается к выходу канала, В номинальном режиме работы стабилизатора управляемый подгрузочный элемент 7 мощности не по требляет.

При наличии второго порогового элемента 8 блок 4 защиты обеспечивает также защиту стабилизатора от перегрузки по данному каналу. При возрастании тока нагрузки до максимально допустимого значения, задаваемого вторым пороговым элементом

8. замыкается цепь обратной связи по току через управляющий защитный вход преобразователя 1 постоянного напряжения в переменное. Этим стабилизатор переводится в режим стабилизации максимального тока нагрузки в перегруженном канале, Ширина импульсов на выходе преобразователя 1 при этом сужается, пропорционально снижаются напряжения на выходах всех каналов. При устранении перегрузки напряжения на выходах восстанавливаются автоматически.

Таким образом, повышение КПД многоканального стабилизатора обеспечивается заменой канальных стабилизирующих органов непрерывного действия, определяющих основные потери мощности в известном устройстве, на блоки защиты, потери мощности в которых в номинальном режиме стабилизатора на порядок меньше.

Формула изобретения

1. Многоканальный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий преобразователь постоянного напряжения в переменное с управляющим модуляцией ширины импульсов входом и с выходным трансформатором, блоки выпрямления по числу каналов, один из них максимально стабильный, входы блоков выпрямления подключены к соответствующим выходам выходного трансформатора, при этом пита1712946

45

Составитель С.Горбачев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Редактор М;Петрова

Заказ 537 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ющий вывод преобразователя постоянного напряжения в переменное является входным выводом, а выходы каналов — выходными выводами, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него введены по меньшей мере один блок защиты, вход которого подключен к выходу соответствующего блока выпрямления, а выход является выходом соответствующего канала, выход максимально стабильного канала подключен к управляющему модуляцией ширины импульсов входу преобразователя постоянного напряжения в переменное, при этом блок защиты состоит из датчика тока, включенного между входом и выходом блока защиты, первого порогового элемента, вход которого подключен к выходу датчика тока, и управляемого подгрузочного элемента, управляющий вход ко5 торого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход — к выходу блока защиты, 2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й10 с я тем, что в блок защиты введен второй пороговый элемент, вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход — к введенному управляющему защитному входу преобразователя постоянного напряжения

15 в переменное.