Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока

 

Использование: вторичные источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры . Сущность изобретения: повышение динамического коэффициента стабилизации выходного тока. Устройство содержит задающий генератор (1), два D-триггера (2 и 3), формирователь импульса сброса (4), блок разряда (5), два пороговых элемента (6 и 7). два согласующих усилителя (8 и 9), два импульсных трансформатора (10 и 11), управляемый преобразователь напряжения (16), выпрямитель (17), сглаживающий фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (5()5 Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ. СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885265/07 (22) 26.11.90 (46) 15.12.92. Бюл, N. 46 (72) И.О.Тепляков, О.В.Губанок и И,Ю.НугуMBHOB (56) Авторское свидетельство СССР

N 1336173, кл. Н 02 M 3/335.

Авторское свидетельство СССР

No1339810, кл. Н 02 M 3/335.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1453550, кл, Н 02 M 3/335. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: вторичные источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения: повышение динамического коэффициента стабилиза- . ции выходного тока. Устройство содержит задающий генератор(1), два 0-триггера (2 и

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использованйя при реализации вторичного электропитайия радиоэлектронной аппаратуры, Известны стабилизирующие источники питания по авт.св,СССР ¹ 1336173, кл. Н 02

М 3/335 и по авт.св. N 1339810, кл. Н 02 М

3/335. Стабилизирующий источник питания по авт.св.СССР N 1336173, кл. Н 02 МЗ/335 содержит управляемый преобразователь напряжения, выпрямитель; сглажйвающий фильтр, линейный стабилизатор тока, формирователь импульсов переключения, задающий генерэтор. два формирователя коротких импульсов.RS-триггер, два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, триггер

Шмитта, три импульсных трансформатора.

3), формирователь импульса сброса (4), блок разряда (5), два пороговых элемента (6 и 7), два согласующих усилителя (8 и 9), два импульсных трансформатора (10 и 11), управляемый преобразователь напряжения (16), выпрямитель (17), сглаживающий фильтр (18). оптрон (12), узел защиты (13), источник тока (14), узел вольтодобавки (15), узел коррекции управления оптроном (1 9). Введение в устройство узла вольтодобавки (15) позволяет отслеживать изменения напряжения питающей сети в формирователе ШИМ, минуя цепь обратной связи по выходу, тем самым устраняя запаздывание цепи обратной связи. Узел коррекции управления оптроном обеспечивает оптимальную крутизну нарастания тока через светодиод оптрона и форсирование тока в начальный момент действия импульса перегрузки. 2 ил.

Стабилизирующий источник питания по авт.св. СССР № 1339810, кл, Н 02 М 3/335 содержит регулируемый инвертор; выпрямитель, LC-фильтр, датчик тока, пороговое устройство, задающий генератор, делитель частоты, формирователь коротких импульсов. элемент НЕ, два элемента И, RS-триггер.

Наиболее близким по технической сущности является стабилизирующий источник напряжения постоянного тока по авт,св.

СССР ¹1453550,,кл,,Н 02 М 3/335.

Стабилизирующий источник содержит регулирующий узел, включающий в себя транзисторный ключ, задающий генератор, элемент И, триггер, формирователь импульсов. времязадающий конденсатор, блок

1781789

10

45

50 разряда, импульсный трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр. В состав устройства входят также делитель напряжения, блок опорного напряжения, усилитель постоянного тока, дифференциальный оптрон.

Целью изобретения является повышение динамического коэффициента стабилизации выходного тока.

Эта цель достигается тем, что в стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий задающий генератор 1, первый 2 и второй 3 D-триггеры, формирователь импульса сброса 4, блок разряда, первый 6 и второй пороговые элементы, первый 8 и второй 9 согласующие усилители, первый 10 и второй 11 импульсные трансформаторы, управляемый преобразователь напряжения 16, выпрямитель

17, сглаживающий фильтр 18, оптрон 12, узел защиты 13, источник тока 14 дополнительно введены: узел вольтодобавки 15 и узел коррекции управления оптроном 19.

Узел вольтодобавки 15 состоит из двух последовательно включенных резисторов и выпрямительного диода, анод которого включен между этими резисторами,.а катод подсоединен к эмиттеру транзистора источника тока 14. Узел вольтодобавки 15 увеличивает (уменьшает) ток заряда времязадающего конденсатора С при уменьшении (увеличении) напряжения питающей сети переменного тока, что приводит к соответствующему изменению длительности

LU VIM импульсов. Таким образом, узел вольтодобавки 15 выполняет функцию "опережения по фазе", подавая изменения напряжения питающей сети переменного тока на формирователь ШИМ, минуя цепь обратной связи, тем самым повышая динамический коэффициент стабилизации выходного тока, Узел коррекции управления оптроном

19 состоит из последовательно включенных стабилитрона и резистора, и конденсатора, включенного параллельно стабилитрону и резистору. Узел коррекции управления оптроном 19 обеспечивает требуемую оптимальную крутизну нарастания тока через светодиод оптрона и форсирование тока в начальный момент действия импульса перегрузки. Следовательно, узел коррекции управления опт роном обеспечивает оптимальную точку на ВАХ светодиода оптрона, что в свою очередь приводит к увеличению динамического коэффициента стабилизации выходного тока.

На фиг.1 изображена функциональная схема стабилизирующего источника напряжения постоянного тока. Устройство (фиг.1) содержит задающий генератор 1, первый 2, и второй 3 D-триггеры, формирователь импульса сброса 4, блок разряда 5, первый 6 и второй 7 пороговые элементы, первый 8 и второй 9 согласующие усилители, первый 10 и второй 11 импульсные трансформаторы, управляемый преобразователь напряжения

16, выпрямитель 17, сглаживающий фильтр

18. оптрон 12, узел защиты 13, источник тока

14, узел вольтодобавки 15. узел коррекции управления оптроном 19, а также входные выводы 21, 22, предназначенные для подачи опорных. напряжений, входные выводы 23, 24, предназначенные для подключения первичного источника питания (выпрямленное напряжение сети), входной вывод 20 для подключения сети переменного тока, выходные выводы 25, 26 для подключения нагрузки, Выход задающего генератора 1 подключен к первому и второму D-триггерам 2,3, Выход 0-триггера 2 соединен с входом формирователя импульсов сброса 4, выход которого соединен с управляющим входом блока разряда 5. питающий выход которого соединен с выходом источника тока 14 и входами пороговых элементов 6 и 7. Параллельно блоку разряда 5 подключен времязадающий конденсатор С, Пороговые элементы 6, 7 вторыми входными выводами соединены с выходами D-триггера 3. Выходы пороговых элементов 6, 7 через первый

8 и второй 9 согласующие усилители, а также импульсные трансформаторы 10 и 11 соединены с управляющими выводами управляемого преобразователя напряжения

16. Питающий вход преобразователя напряжения 16 соединен с выводами 23, 24. Вход выпрямителя 17 соединен с выходом преобразователя напряжения 16. Вход сглаживающего фильтра 18 соединен с выходом выпрямителя, а выход соединен с выходными выводами 25,26, а также через узел коррекции управления оптроном 19 соединен с входом оптрона 12. Выход оптрона 12 соединен с входным выводом 21, устройством защиты 13, питающим входом источника тока 14 и выходом узла вольтодобавки 15. Управляющий выход источника тока 14 соединен с входным выводом 22. Вход узла вольтодобавки соединен с входным выводом 21.

На фиг.2 представлены временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу стабилизирующего источника, Устройство работает следующим образом.

В момент времени то по фронту импульса задающего генератора рис,А осуществляется переключение триггеров 2 и 3. Пусть

1781789 при этом сигнал на прямом выходе тригге- времени выключения пороговых элементов ров 2 и 3 принимает состояние лог. "0", а на 6 и 7 и транзисторов управляемого преобинверсном лог, "1", рис. Б,В, Сигнал с разователя напряжения 16, который опрепрямого выхода триггера 2 поступает на деляется величиной тока зарядки элемент ИСКЛ)ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ" формиро- 5 времяэадающего конденсатора C. При увевателя импульса сброса, на выходе которого личении (уменьшении) выходного напряжеформируется импульс рис.Г, который через ния увеличивается (уменьшается) ток через блок разряда в момент времени t> разряжа- светодиод оптрона 12, что в свою очередь ет времязадающий конденсатор С рис.Д. приводит к увеличению (уменьшению) тока

Напряжение с времязадающего конденса- 10 фотодиода оптрона 12, тока источника тока тора подается на один из входов пороговйх 14 и тока заряда времязадающего конденэлементов 6 и 7, выполненных на КМОП сатораС,Приэтомуменьшается(увеличиваэлементах 2И вЂ” HE. В момент времени t> ется) время выключения пороговых рис,Е на выходе порогового элемента 6 по- элементов 6 и 7, длительность импульсов является уровень лог. "1", так как на другой 15 управляемого преобразователя напряжевход элемента 6 с прямого выхода триггера ния, а также уменьшается (увеличивается)

3 подается уровень лог."0", С выхода эле- выходное напряжение. мента 6 напряжение лог."1" через согласующий усилитель 8 и импульсный Формула изобретения трансформатор 10 подается на управляе- 20 мый преобразователь напряжения 16 и от- Стабилизирующий источник напряжепирает транзистор Т1, При этом транзистор ния постоянного тока, содержащий управТ2 заперт, так как на выходе порогового ляемый преобразователь напряжения,. элемента 7 сигналом с инверсного выхода питающий вход которого соединен с вывотриггера 3 поддерживается уровень лог."0", 25 дами для подключения первичной сети поВ момент времени t> времязадающий кон- стоянного тока, а управляющие входы с денсатор С начинает заряжаться током, соответствующими выходами импульсных протекающим через фотодиод оптрона 12 и трансформаторов, входы последних соедив момент времени t2 напряжение.на время- нены с выходами пороговых элементов, вызадающем конденсаторе С достигает поро- 30 прямитель, вход которого подключен к га срабатывания порогового элемента 6 выходу преобразователя напряжения, сгларис.Д, на его выходе появляется уровень живающий фильтр, вход которого соединен лог."0" и транзистор Т1 управляемого пре- с выходом выпрямителя, а выход соединен образователя напряжения 16 закрывается, с выводами для подключения нагрузки, а рис, . 35 также с входными выводами оптрона, задаВ момент времени тз по положительно- ющий генератор, выход которого подклюмуфронту импульса задающего генератора чен к входам двух D-триггеров, прямой

1 состояния выходов триггеров 2 и 3 изме- выход первого 0-триггера подключен через няются на противоположные и формируется формирователь импульсов сброса к управимпульс сброса времязадающего конденса- 40 ляющему входу блока разряда, параллельно тора С рис.Б, В, Г, В момент времени 4 которому подключен времязадающий коннапряжение на конденсаторе С достигает денсатор, прямой выход второго D-триггера нуля и теперь уже на выходе порогового подключен к одному из входов второго поэлемента 7 формируется уровень лог."1", роговогоэлемента,вторыевходыпороговых рис,Ж, в то время как пороговый элемент 6 45 элементов подключены к питающему входу заблокирован уровнем лог,"1" прямого вы- блока разряда и через источник тока к выхода триггера 3, Сигнал лог."1" с выхода ходным выводам оптрона, о тл и ч а ю щ и йпорогового элемента 7 через согласующий с я тем, что, с целью повышения динамичеусилитель 9 и импульсный трансформатор ского коэффициента стабилиза ии

11п подается на вход управляемого преобра- 50 ного тока, в него введены узел зователя напряжения 16 и отпирает транзи- вольтодобавки, выполненный на резистивстор Т2 рис.3. В момент времени tg, рис.Д, ном делителе напряжения, подключенном напряжение на времязадающем конденса- между общим выводом и выводом для пор достигает порогового значения, на ключения сети переменного тока, и дио е, . я подвыходе порогового элемента 7 появляется 55 включенном между средним выводом укауровень лог."0" и транзистор Т2 запирается, занного делителя и эмиттером транзистора рис.Ж,3. Далее процессы переключений в источникатока,узел коррекцииуправления схеме повто яются, повторяются, оптрона, выполненный на последовательно

Стабилизация выходного напряжения включенных стабилитроне и резисторе, и осуществляется путем изменения момента конденсаторе, включенном параллельно

1781789

Фие.2

Составитель И.Тепляков

Техред М.Моргентал Корректор А. Козориз

Редактор

Заказ 4280 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 стабилитрону и резистору, причем анод стабилитрона подсоединен к выводу фотодиода оптрона, а резистор подключен к выходу сглаживающего фильтра.