Стабилизированный источник питания

Авторы патента:

G05F1/573 - с датчиком избыточного тока

Владельцы патента RU 2385482:

Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Предлагаемое изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение стабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки потребителя.

Технический результат достигается тем, что стабилизация выходного напряжения ведется с учетом компенсирующего напряжения, пропорционального изменению тока нагрузки потребителя.

Суть изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема стабилизированного источника питания с устройством формирования компенсирующего напряжения, пропорционального току нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может быть использовано для питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен стабилизированный источник питания (патент №2339149), содержащий силовой транзистор 1 и управляющий транзистор 2, объединенные эмиттеры которых подключены к одному из полюсов входного источника питания. Резистор 3, подключенный к другому полюсу входного источника питания, обеспечивает ток базы силового транзистора 1. Усилительный транзистор 4, резистор 5 и резисторный делитель напряжения, состоящий из резисторов 6, 7, обеспечивают сравнение выходного напряжения с опорным напряжением на стабилитроне 8 и через резистор 9 и управляющий транзистор 2 выключают силовой транзистор 1 при достижении требуемого напряжения на конденсаторе фильтра 10 релейного стабилизатора напряжения 21. Времязадающий конденсатор 11 обеспечивает задержку на включение и форсированное запирание управляющего транзистора 2. Шунтирующий диод 12, дроссель 13 и конденсатор фильтра 10 образуют сглаживающий фильтр релейного стабилизатора напряжения 21. Отрицательная составляющая переменного напряжения дросселя 13 через выпрямительный диод 14 и фильтрующий конденсатор 15 поступает на базу транзистора параметрического стабилизатора 16, который обеспечивает включение задающего генератора 17 и преобразователя напряжения 18. Вторичное напряжение преобразователя напряжения 18 используется для питания аппаратуры потребителя.

Недостатком такого стабилизированного источника питания является то, что при изменении тока нагрузки потребителя, подключенного к вторичному напряжению, за счет выходного сопротивления стабилизированного источника питания происходит изменение выходного напряжения, что приводит к снижению стабильности выходного напряжения, питающего радиоэлектронную аппаратуру потребителя.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки потребителя.

Поставленная задача достигается тем, что в стабилизированный источник питания, содержащий силовой транзистор 1 и управляющий транзистор 2, объединенные эмиттеры которых подключены к одному из полюсов входного источника питания, резистор 3, подключенный к другому полюсу входного источника питания, обеспечивающий ток базы силового транзистора 1, усилительный транзистор 4, резистор 5 и резисторный делитель напряжения, состоящий из резисторов 6, 7, обеспечивающие сравнение выходного напряжения с опорным напряжением на стабилитроне 8 и через резистор 9 и управляющий транзистор 2 выключающие силовой транзистор 1 при достижении требуемого напряжения на конденсаторе фильтра 10 релейного стабилизатора напряжения 21, времязадающий конденсатор 11, обеспечивающий задержку на включение и форсированное запирание управляющего транзистора 2, шунтирующий диод 12, дроссель 13 и конденсатор фильтра 10, образующие сглаживающий фильтр релейного стабилизатора напряжения 21, выпрямительный диод 14 и фильтрующий конденсатор 15, выпрямляющие отрицательную составляющую переменного напряжения дросселя 13, транзистор параметрического стабилизатора 16, который обеспечивает включение задающего генератора 17 и преобразователя 18, введены операционный усилитель 19 и измерительный резистор 20, при этом на вход операционного усилителя 19 подается напряжение с измерительного резистора 20, включенного в шину питания преобразователя напряжения 18, а выход операционного усилителя 19 через резистор 7 подключен к базе усилительного транзистора 4 релейного стабилизатора напряжения 21.

Схема повышения стабильности выходного напряжения работает следующим образом.

При изменении выходного тока стабилизированного источника питания происходит изменение выходного напряжения

где:

ΔU_вых - изменение выходного напряжения источника питания;

ΔI_вых - изменение выходного тока источника питания;

R_ип - выходное сопротивление стабилизированного источника питания.

Для компенсации изменения выходного напряжения источника питания требуется обеспечить изменение напряжения релейного стабилизатора напряжения 21

где:

ΔUст - изменение напряжения релейного стабилизатора напряжения 21 (компенсирующее напряжение);

Кпр - коэффициент передачи преобразователя напряжения 18 (ПН)

где:

Uст - напряжение релейного стабилизатора напряжения 21;

Iст - выходной ток релейного стабилизатора напряжения 21;

Uвых - выходное напряжение источника питания;

Iвых - выходной ток источника питания.

Компенсирующее напряжение ΔUст формируется устройством, состоящим из релейного стабилизатора напряжения 21, операционного усилителя 19 и измерительного резистора 20

где:

ΔIст - изменение тока релейного стабилизатора напряжения 21;

Rи - сопротивление измерительного резистора 20;

Ку - коэффициент усиления операционного усилителя 19;

Кст - коэффициент стабилизации релейного стабилизатора напряжения 21.

Из формул (1) и (2) следует:

Из формул (4) и (5) находим:

С учетом принятой формулы (3) следует:

После упрощения выражения (6) вытекает условие компенсации выходного напряжения для рассмотренного стабилизированного источника питания:

Из выражения (8) следует:

Выражение (9) может быть использовано при оптимизации параметров устройства формирования компенсирующего напряжения ΔU_cт.

Данное изобретение будет использовано в блоках управления приводами, разрабатываемых ОАО ИСС, в качестве стабилизатора напряжения вторичного источника питания.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.

Стабилизированный источник питания, содержащий релейный стабилизатор напряжения, состоящий из силового и управляющего транзисторов, объединенные эмиттеры которых подключены к входному источнику питания, коллектор управляющего транзистора соединен с базой силового транзистора и через резистор подключен к другому полюсу входного источника питания, база управляющего транзистора через времязадающий конденсатор подключена к коллектору силового транзистора и через резистор подключена к коллектору усилительного транзистора, коллектор силового транзистора через дроссель подключен к конденсатору фильтра релейного стабилизатора напряжения, а через шунтирующий диод подключен к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, эмиттер усилительного транзистора через резистор подключен к выходу релейного стабилизатора напряжения, а через стабилитрон - к другой полярности выхода релейного стабилизатора напряжения, база усилительного транзистора через резисторный делитель напряжения подключена к выходу релейного стабилизатора напряжения, коллектор силового транзистора релейного стабилизатора напряжения через выпрямительный диод подключен к фильтрующему конденсатору и базе транзистора параметрического стабилизатора, к выходу которого подключен задающий генератор, к выходу релейного стабилизатора напряжения подключен преобразователь напряжения, отличающийся тем, что в него введен операционный усилитель и измерительный резистор, при этом вход операционного усилителя соединен с измерительным резистором, измерительный резистор включен в шину питания преобразователя напряжения, а выход операционного усилителя через резистор подключен к базе усилительного транзистора релейного стабилизатора напряжения.

Похожие патенты:

Преобразователь напряжения // 2217790

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных ключевых преобразователях для защиты силовых полупроводниковых приборов от сверхтоков.

Инвертор // 2210848

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания для индукционного нагревателя. .

Инвертор напряжения // 2210152

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания для трехфазных нагрузок с индуктивностью. .

Стабилизированный двухполярный источник электропитания // 2121161

Устройство для защиты электроустановки (варианты) // 2056691

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты источников питания, электроустановок, электронной аппаратуры и др. .

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой // 2009537

Тиристорный фазовый стабилизатор напряжения // 1817078

Устройство для токовой защиты источника вторичного электропитания постоянного тока // 1783503

Источник вторичного электропитания // 1770956

Непрерывный стабилизатор постоянного напряжения // 1764048

Защита от перегрузок устройства, понижающего напряжение // 2466487

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для понижения напряжения электрического источника питания переменного тока для нагрузки с целью эффективного использования энергии

Стабилизированный преобразователь напряжения с защитой // 2469375

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания

Схема и способ контроля нагрузочного тока и устройство управления противопожарной сигнализацией // 2514200

Изобретение относится к схеме и способу контроля нагрузочного тока и устройству управления противопожарной сигнализацией, причем схема содержит источник энергии, резистор восприятия нагрузочного тока для контроля нагрузочного тока и главный переключатель для управления соединением и разъединением источника энергии и дополнительно содержит схему смещения на полевом транзисторе с МОП-структурой для управления действиями главного переключателя, схему усилителя для преобразования значения нагрузочного тока, проходящего через резистор восприятия нагрузочного тока, в значение напряжения, операционную схему для отключения тракта энергопитания и посылки сигнала, указывающего состояние тока перегрузки, когда значение напряжения превышает порог, и схему фиксации для удержания сигнала тока перегрузки. Как только нагрузочный ток превышает преопределенный порог, иными словами, когда возникает событие тока перегрузки, тракт энергопитания источника питания отключается, и состояние тока перегрузки будет блокироваться в течение 50 мкс, чтобы избежать компрометации нормального энергоснабжения внутренних схем контроллера. Технический результат - возможность использовать для контроля нагрузки пользовательских устройств. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Корректор управляющего сигнала по току // 2557487

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к устройствам, формирующим информационный сигнал о величине тока нагрузки, и может использоваться в схемах ШИМ-управления силовым ключом в импульсных преобразователях входного напряжения в постоянное. Достигаемый технический результат - формирование управляющего сигнала в режиме защиты по току для ограничения выходной мощности при одном и том же его значении, не зависящем от величины входного напряжения. Корректор управляющего сигнала обратной связи по току содержит трансформаторный датчик тока, включенный в цепь силового ключа с устройством управления силовым ключом, включающий первичную обмотку, предназначенную для поступления импульсов измеряемого тока, при этом его вторичная обмотка подключена к нагрузке через выпрямитель, зашунтированный резистором, с образованием обратной связи по току. 12 ил.

Резервированный источник питания постоянного напряжения // 2604662

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания ответственной радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат заключается в повышении надежности резервированного источника питания и в снижении вероятности поражения электрическим током людей и оборудования. Резервированный источник питания постоянного напряжения содержит гальванически изолированные стабилизаторы напряжения и мощности, которые позволяют полностью изолировать высоковольтные и низковольтные цепи, обезопасить людей и оборудование от поражения электрическим током. Повышение надежности резервированного источника питания заключается в применении схемы обратноходового преобразователя напряжения, которая позволяет упростить схему усилителя мощности. Также повышение надежности резервированного источника питания достигается за счет применения упрощенной схемы узла управления. Использование гальванически изолированного стабилизатора мощности, который защищает резервированный источник питания от перегрузок и обеспечивает параллельную работу нескольких каналов, также повышает надежность резервированного источника питания. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Стабилизатор постоянного напряжения // 2611021

Изобретение относится к стабилизированным источникам вторичного питания и может быть использовано для питания различных радиотехнических устройств. Технический результат - повышение надежности введением схемы защиты от коротких замыканий выходов или в момент подключения источника входного напряжения; повышение качества стабилизации посредством применения термостабильного источника опорного напряжения; снижение потерь мощности уменьшением выходного тока драйвера и расширение диапазона входных напряжений при помощи вольтдобавки в схеме управления между затвором и стоком регулирующего МДП-транзистора. В стабилизаторе постоянного напряжения, подключаемом к источнику входного напряжения постоянного тока, содержащем регулирующий транзистор, LDC-фильтр, дополнительный источник питания, триггер Шмитта, драйвер, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитесь и делитель выходного напряжения, согласно изобретению введен дополнительный транзистор, обеспечивающий блокировку подачи сигналов управления на регулирующий транзистор, что обеспечивает его защиту от высоких уровней токов, которые возникают при коротком замыкании выходов или в начальный момент времени. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.