Импульсный источник питания (варианты)
Заявляемое изобретение предназначено для преобразования и подвода электрической энергии к потребителю. Достигается обеспечение технического результата - независимости параметров элементов цепи регулирования от напряжений на входе источника питания и нагрузке. Импульсный источник питания в соответствии с первым вариантом содержит выпрямитель, последовательно соединенный со сглаживающим фильтром, блок управления с источником опорного напряжения. При этом в прямой ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с силовым ключом, VLC-контуром и блоком управления, а в обратной ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с VLC-контуром. При этом VLC-контур содержит последовательно соединенные шунтирующий диод, индуктивность и накопительную емкость, причем соединение катода шунтирующего диода с накопительной емкостью является входом и одновременно выходом прямой ветви VLC-контура, соединение анода шунтирующего диода с индуктивностью является входом обратной ветви VLC-контура, а соединение накопительной емкости с индуктивностью является выходом обратной ветви VLC-контура. При этом управляющий выход блока управления соединен с входом управления силового ключа. В импульсном источнике питания в соответствии со вторым вариантом выход сглаживающего фильтра дополнительно соединен со входом питания блока управления. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил.
Заявляемая группа изобретений относится к электротехнике и может быть использована для преобразования и подвода электрической энергии к потребителю.
Наиболее близким к заявляемой группе изобретений по своей технической сущности является источник питания с защитой от перегрузок, содержащий входной преобразователь переменного тока в постоянный ток, входы которого подключены ко входным клеммам источника питания, а выходы через последовательно соединенные усилитель мощности, выходной трансформатор и выпрямитель подключены ко входам сглаживающего фильтра, первый выход которого подключен к первому выходному выводу источника питания и первому входу блока управления, второй выход через датчик тока подключен ко второму выходному выводу источника питания и второму входу блока управления, выходы которого соединены с управляющими входами усилителя мощности, а третий вход которого через диод подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования цепи ограничения выходного тока источника питания, первый и второй входы которого соединены с выходами датчика тока, согласующую цепь, вход которой подключен к первому выходному выводу источника питания, и источник опорного напряжения, введены аналоговый компаратор, входы которого подключены к выходам датчика тока, устройство задержки времени, входы которого соединены с выходами аналогового компаратора, и аналоговый переключатель напряжения, первый сигнальный вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, второй сигнальный вход подключен к выходу согласующей цепи, управляющий вход соединен с выходом устройства задержки, а выход подключен ко входу усилителя сигнала рассогласования цепи ограничения выходного тока источника питания [1].
В известном устройстве [1] в режиме перегрузки в случае превышения периода воздействия перегрузки по току над временем срабатывания устройства задержки размыкается аналоговый переключатель напряжения. Усилитель сигнала ошибки переходит в активный режим, и его выходное напряжение поступает на вход блока управления, который обеспечивает ограничение тока источника питания на уровне, соответствующем его номинальному значению.
В режиме короткого замыкания блок управления ограничивает ток источника питания на уровне, соответствующем его пусковому значению.
Недостатком указанного устройства [1] является наличие на выходе гальванической развязки, которая увеличивает габариты устройства и приводит к дополнительным потерям передаваемой энергии. Другим недостатком аналога [1] является выполнение цепи регулирования, которая охватывает конструктивные элементы, размещенные в электрической схеме по разные стороны выходного трансформатора. Указанное приводит к усложнению схемы регулирования и ограничению диапазонов входных и выходных характеристик источника питания.
Технической задачей, на решение которой направлено каждое изобретение из заявляемой группы, является создание бестрансформаторного импульсного источника питания, способного обеспечивать постоянство величины тока, протекающего через нагрузку, вне зависимости от напряжения, подаваемого на вход источника питания.
Техническим результатом, обеспечиваемым каждым изобретением из заявляемой группы, является обеспечение независимости параметров элементов цепи регулирования от напряжений на входе источника питания и нагрузке.
Сущность изобретения по варианту 1 состоит в том, что импульсный источник питания содержит выпрямитель, последовательно соединенный со сглаживающим фильтром, блок управления с источником опорного напряжения. При этом в прямой ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с силовым ключом, VLC-контуром и блоком управления, а в обратной ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с VLC-контуром. При этом VLC-контур содержит последовательно соединенные шунтирующий диод, индуктивность и накопительную емкость, причем соединение катода шунтирующего диода с накопительной емкостью является входом и одновременно выходом прямой ветви VLC-контура, соединение анода шунтирующего диода с индуктивностью является входом обратной ветви VLC-контура, а соединение накопительной емкости с индуктивностью является выходом обратной ветви VLC-контура. При этом управляющий выход блока управления соединен со входом управления силового ключа.
Выпрямитель предпочтительно выполнять по двухполуперидной схеме.
Возможно выполнение выпрямителя по однополуперидной схеме.
Силовой ключ предпочтительно выполнять содержащим полевой транзистор, исток которого является входом прямой ветви силового ключа, сток - выходом прямой ветви силового ключа, а затвор - входом управления силового ключа, при этом между истоком и затвором полевого транзистора подключено запускающее сопротивление, а между затвором и стоком полевого транзистора подключен блокирующий диод.
Возможно выполнение силового ключа в виде силового реле.
Сглаживающий фильтр предпочтительно выполнять в виде RC-фильтра.
Импульсный источник питания целесообразно выполнять в корпусе, в котором размещены остальные конструктивные элементы источника питания.
Блок управления может содержать первый компаратор и последовательно соединенные первый и второй сопротивления, подключенные между входом и выходом прямой ветви блока управления. При этом точка соединения первого и второго сопротивлений соединена со вторым входом первого компаратора, а выход источника опорного напряжения соединен с первым входом первого компаратора. При этом выход первого компаратора соединен с токоограничивающим сопротивлением, противоположный полюс которого является управляющим выходом блока управления. Питание первого компаратора и источника опорного напряжения целесообразно осуществлять от входа и выхода прямой ветви блока управления.
Блок управления может содержать второй компаратор и последовательно соединенные третье сопротивление и терморезистор, подключенные между входом и выходом прямой ветви блока управления. При этом точка соединения третьего сопротивления и терморезистора соединена с первым входом второго компаратора, а выход источника опорного напряжения соединен со вторым входом второго компаратора. При этом выход второго компаратора соединен с выходом первого компаратора. Питание второго компаратора, так же как и питание источника опорного напряжения и второго компаратора, целесообразно осуществлять от входа и выхода прямой ветви блока управления.
Источник опорного напряжения предпочтительно снабжен входами положительного и отрицательного напряжения питания и выходом опорного напряжения. При этом источник опорного напряжения содержит последовательно подключенные сопротивление и тиристор. Упомянутое сопротивление источника опорного напряжения соединено со входом положительного напряжения питания, анод тиристора соединен со входом отрицательного напряжения питания, управляющий электрод тиристора соединен с его катодом, а параллельно тиристору подключена емкость. При этом точка соединения катода и управляющего электрода тиристора, упомянутого выше резистора источника опорного напряжения и емкости подключена к выходу опорного напряжения.
Сущность изобретения по варианту 2 состоит в том, что импульсный источник питания содержит выпрямитель, последовательно соединенный со сглаживающим фильтром, блок управления с источником опорного напряжения. При этом в прямой ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с силовым ключом, VLC-контуром и блоком управления, а в обратной ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с VLC-контуром. При этом выход сглаживающего фильтра дополнительно соединен со входом питания блока управления. При этом VLC-контур содержит последовательно соединенные шунтирующий диод, индуктивность и накопительную емкость, причем соединение катода шунтирующего диода с накопительной емкостью является входом и одновременно выходом прямой ветви VLC-контура, соединение анода шунтирующего диода с индуктивностью является входом обратной ветви VLC-контура, а соединение накопительной емкости с индуктивностью является выходом обратной ветви VLC-контура. При этом управляющий выход блока управления соединен со входом управления силового ключа.
Выпрямитель предпочтительно выполнять по двухполуперидной схеме.
Возможно выполнение выпрямителя по однополуперидной схеме.
Силовой ключ предпочтительно выполнен в виде полевого транзистора, исток которого является входом прямой ветви силового ключа, сток - выходом прямой ветви силового ключа, а затвор - входом управления силового ключа.
Возможно выполнение силового ключа в виде силового реле.
Сглаживающий фильтр выполнен в виде LC-фильтра или RC-фильтра.
Блок управления может дополнительно содержать компаратор и измерительный резистор. При этом измерительный резистор подключен между входом и выходом прямой ветви блока управления, выход опорного напряжения источника опорного напряжения подключен к первому входу компаратора, вход прямой ветви блока управления соединен со вторым входом компаратора. При этом выход компаратора является управляющим выходом блока управления.
Импульсный источник питания целесообразно выполнять содержащим корпус, в котором размещены остальные конструктивные элементы источника питания.
Питание компаратора и источника опорного напряжения допустимо осуществлять от схемы питания, подключенной между входом питания и выходом прямой ветви блока управления.
Источник опорного напряжения предпочтительно снабжен входами положительного и отрицательного напряжения питания и выходом опорного напряжения. При этом источник опорного напряжения содержит последовательно подключенные первое сопротивление и тиристор, причем упомянутое первое сопротивление соединено со входом положительного напряжения питания, анод тиристора соединен со входом отрицательного напряжения питания, управляющий электрод тиристора соединен с его катодом, а между анодом тиристора и его управляющим электродом подключен терморезистор. При этом параллельно тиристору подключена последовательная цепь второго и третьего сопротивлений, причем точка соединения второго и третьего сопротивлений является выходом опорного напряжения.
На фиг.1 показана общая функциональная схема импульсного источника питания по варианту 1, на фиг.2 - функциональная схема примера реализации силового ключа по варианту 1, на фиг.3 - функциональная схема примера реализации выпрямителя и сглаживающего фильтра по обоим вариантам, на фиг.4 - функциональная схема блока управления силовым ключом по варианту 1, на фиг.5 - функциональная схема источника стабилизированного напряжения по варианту 1, на фиг.6 - общая функциональная схема импульсного источника питания по варианту 2, на фиг.7 - функциональная схема примера реализации сглаживающего фильтра по обоим вариантам, на фиг.8 - функциональная схема блока управления силовым ключом по варианту 2, на фиг.9 - функциональная схема источника опорного напряжения по варианту 2, на фиг.10 - график зависимости напряжения на выходе источника опорного напряжения от температуры для изобретения по варианту 2.
Импульсный источник питания по варианту 1 (фиг.1) содержит подключенный к входным выводам выпрямитель 1, последовательно с которым подключен сглаживающий фильтр 2, последовательно с которым на прямой ветви подключен силовой ключ 3. За силовым ключом установлен VLC-контур 4, содержащий:
- шунтирующий диод 6, анодом подключенный ко входу обратной ветви 41, а катодом - ко входу прямой ветви 37 VLC-контура 4;
- индуктивность 7, которая установлена в обратной ветви VLC-контура 4;
- накопительную емкость 8, установленную параллельно выходам прямой 42 и обратной 45 ветви.
При этом вход прямой ветви 37 VLC-контура 4 соединен с его выходом прямой ветви 42.
На прямой ветви последовательно VLC-контуру 4 подключен блок управления 5 силовым ключом 3.
При этом выход прямой ветви 30 выпрямителя 1 подключен ко входу прямой ветви 31 сглаживающего фильтра 2, а выход обратной ветви 32 выпрямителя 1 подключен к входу обратной ветви 33 сглаживающего фильтра 2.
Выход прямой ветви 34 сглаживающего фильтра 2 подключен к силовому входу 35 силового ключа 3, силовой выход 36 силового ключа 3 подключен ко входу прямой ветви 37 VLC-контура 4, а вход управления 38 силового ключа 3 подключен к управляющему выходу 39 блока управления 5.
Выход обратной ветви 40 сглаживающего фильтра 2 подключен ко входу обратной ветви 41 VLC-контура 4.
Выход прямой ветви 42 VLC-контура 4 подключен ко входу прямой ветви 43 блока управления 5.
Выход прямой ветви 44 блока управления 5 и выход обратной ветви 45 VLC-контура 4 являются выводами для подключения нагрузки (не показана), которая в предпочтительном варианте использования представляет собой последовательную цепь светодиодов.
Силовой ключ 3 (фиг.2) по предпочтительному варианту исполнения содержит полевой транзистор 10, исток которого является входом прямой ветви 35 ключа 3, сток - выходом прямой ветви 36 ключа 3, а затвор - входом управления 38 ключа 3. Запускающее сопротивление 9 подключено между истоком и затвором транзистора 10. Между затвором и стоком транзистора 10 подключен блокирующий диод 11 для исключения воздействия на силовой ключ 3 управляющего сигнала отрицательной полярности.
Выпрямитель 1 (фиг.3) предпочтительно выполнен по схеме двухполупериодного диодного моста 12. Сглаживающий фильтр может быть выполнен в виде RC-фильтра, содержащего сопротивление 13 и емкость 14.
Блок управления 5 силовым ключом 3 (фиг.4) содержит первый 16 и второй 20 компараторы и первый и второй делители напряжений. Первый и второй делители напряжений подключены параллельно друг другу между входом 43 и выходом 44 прямой ветви. Первый делитель напряжений по предпочтительному варианту реализации выполнен в виде последовательно соединенных первого 19 и второго 22 сопротивлений. Второй делитель напряжений по предпочтительному варианту реализации выполнен в виде последовательно соединенных третьего сопротивления 18 и терморезистора 21. Средняя точка между первым 19 и вторым 22 сопротивлениями подключена ко второму входу первого компаратора 16. Средняя точка между третьим сопротивлением 18 и терморезистором 21 подключена к первому входу второго компаратора 20.
Выход опорного напряжения 55 источника опорного напряжения 17 подключен к первому входу первого компаратора 16 и ко второму входу второго компаратора 20.
Выходы компараторов 16, 20 объединены и через токоограничивающее сопротивление 15 подключены к управляющему выходу 39 блока управления 5.
Питание компараторов 16, 20 и источника опорного напряжения 17 по предпочтительному варианту реализации осуществляется от входа 43 и выхода 44 прямой ветви блока управления 5, то есть от падения напряжения на параллельно подключенных первом и втором делителе напряжений.
Источник опорного напряжения 17 (фиг.5) предпочтительно снабжен входом положительного напряжения питания 53, входом отрицательного напряжения питания 54 и выходом опорного напряжения 55. При этом источник опорного напряжения содержит последовательно подключенные сопротивление 50 и тиристор 52. Сопротивление 50 соединено со входом положительного напряжения питания 53. Анод тиристора 52 соединен со входом отрицательного напряжения питания 54. Управляющий электрод тиристора 52 соединен с его катодом. Параллельно тиристору 52 подключена емкость 51. Точка соединения катода и управляющего электрода тиристора 52, резистора 50 и емкости 51 подключена к выходу опорного напряжения 55.
Все конструктивные элементы заявляемого источника питания целесообразно размещать в едином корпусе. Нагрузка также может быть размещена в указанном корпусе. Корпус может представлять собой светодиодную лампу.
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.
В частности, выпрямитель 1 может быть реализован по однополупериодной схеме. Силовой ключ 3 может быть выполнен в виде силового реле.
Заявляемый источник питания по варианту 1 работает следующим образом.
На входные выводы подается переменное напряжение, которое преобразуется из переменного в постоянное выпрямителем 1. На сглаживающем фильтре 2 происходит сглаживание пульсаций напряжения. Ток, протекающий через запускающее сопротивление 9, создает падение напряжения, которое переводит силовой ключ 3 в проводящее состояние. Далее, протекающий ток заряжает накопительную емкость 8 и задает падение напряжения на делителе, образованном сопротивлениями 19 и 22. Это напряжение подается на питание компараторов 16 и 20.
Управление силовым ключом 3 осуществляется по двум каналам. Первый канал учитывает изменение тока в нагрузке. В том случае если измеряемый сигнал больше сигнала источника опорного напряжения 17, на выходе первого компаратора 16 формируется управляющее напряжение, поступающее на вход управления 38 силового ключа 3. Силовой ключ 3 размыкает цепь, и протекающий через нагрузку ток поддерживается за счет энергии, накопленной в накопительной емкости 8. Если измеряемый сигнал меньше, чем сигнал источника опорного напряжения 17, то на выходе первого компаратора 16 формируется сигнал, который включает силовой ключ 3, и протекающий ток заряжает накопительную емкость 8 и поступает на нагрузку.
Второй канал учитывает изменение температуры импульсного источника питания. Изменение температуры приводит к изменению сопротивления терморезистора 21 и, как следствие, приводит к изменению падения напряжения на нем. Если напряжение на терморезисторе 21 превышает напряжение на выходе опорного напряжения 55, то на выходе второго компаратора 20 формируется сигнал, приводящий к размыканию силового ключа 3. Если напряжение на терморезисторе 21 не превышает напряжение на выходе опорного напряжения 55, то состояние силового ключа 3 определяется сигналом с первого компаратора 16.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении по варианту 1 заявляемый технический результат: «обеспечение независимости параметров элементов цепи регулирования от напряжений на входе источника питания и нагрузке» достигается за счет того, что импульсный источник питания содержит выпрямитель, последовательно соединенный со сглаживающим фильтром, блок управления с источником опорного напряжения. При этом в прямой ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с силовым ключом, VLC-контуром и блоком управления, а в обратной ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с VLC-контуром. При этом VLC-контур содержит последовательно соединенные шунтирующий диод, индуктивность и накопительную емкость, причем соединение катода шунтирующего диода с накопительной емкостью является входом и одновременно выходом прямой ветви VLC-контура, соединение анода шунтирующего диода с индуктивностью является входом обратной ветви VLC-контура, а соединение накопительной емкости с индуктивностью является выходом обратной ветви VLC-контура. При этом управляющий выход блока управления соединен со входом управления силового ключа.
Импульсный источник питания по варианту 2 (фиг.6) содержит подключенный к входным выводам выпрямитель 1, последовательно с которым подключен сглаживающий фильтр 2, последовательно с которым на прямой ветви подключен силовой ключ 3. За силовым ключом установлен VLC-контур 4, содержащий:
- шунтирующий диод 6, анодом подключенный ко входу обратной ветви 41, а катодом - ко входу прямой ветви 37 VLC-контура 4;
- индуктивность 7, которая установлена в обратной ветви VLC-контура 4;
- накопительную емкость 8, установленную параллельно выходам прямой 42 и обратной 45 ветви.
При этом вход прямой ветви 37 VLC-контура 4 соединен с его выходом прямой ветви 42.
На прямой ветви последовательно VLC-контуру 4 подключен блок управления 5 силовым ключом 3.
При этом выход прямой ветви 30 выпрямителя 1 подключен ко входу прямой ветви 31 сглаживающего фильтра 2, а выход обратной ветви 32 выпрямителя 1 подключен к выходу обратной ветви 33 сглаживающего фильтра 2.
Выход прямой ветви 34 сглаживающего фильтра 2 подключен к силовому входу 35 силового ключа 3 и входу питания 46 блока управления 5. Силовой выход 36 силового ключа 3 подключен ко входу прямой ветви 37 VLC-контура 4. Вход управления 38 силового ключа 3 подключен к управляющему выходу 39 блока управления 5.
Выход обратной ветви 40 сглаживающего фильтра 2 подключен ко входу обратной ветви 41 VLC-контура 4.
Выход прямой ветви 42 VLC-контура 4 подключен ко входу прямой ветви 43 блока управления 5.
Выход прямой ветви 44 блока управления 5 и выход обратной ветви 45 VLC-контура 4 являются выводами для подключения нагрузки (не показана), которая в предпочтительном варианте использования представляет собой последовательную цепь светодиодов.
Силовой ключ 3 по предпочтительному варианту исполнения представляет собой полевой транзистор, исток которого является входом прямой ветви 35 ключа 3, сток - выходом прямой ветви 36 ключа 3, а затвор - входом управления 38 ключа 3.
Выпрямитель 1 (фиг.3) предпочтительно выполнен по схеме двухполупериодного диодного моста 12. Сглаживающий фильтр может быть выполнен в виде RC-фильтра, содержащего сопротивление 13 и емкость 14. Сглаживающий фильтр может быть выполнен также в виде LC-фильтра, содержащего индуктивность 23 и емкость 14 (фиг.7).
Блок управления 5 силовым ключом 3 (фиг.8) содержит компаратор 16, измерительный резистор 22, источник опорного напряжения 24. Блок управления 5 также содержит схему питания компаратора 16 и источника опорного напряжения 24, состоящую из гасящего резистора 25, последовательно с которым соединен конденсатор 26. Другой вывод гасящего резистора 25 является входом питания 46 блока управления 5. Параллельно конденсатору 26 подключен стабилитрон 27, катод которого соединен с точкой соединения гасящего резистора 25 и конденсатора 26. Точка соединения анода стабилитрона 27 и конденсатора 26 соединена с выходом прямой ветви 44 блока управления 5.
Питание компаратора 16 и источника опорного напряжения 24 осуществляется от точки соединения гасящего резистора 25, конденсатора 26 и катода стабилитрона 27 (плюс питания) и от точки соединения анода стабилитрона 27 и конденсатора 26 (минус питания).
Выход опорного напряжения 93 источника опорного напряжения 24 подключен к первому входу компаратора 16.
Выход компаратора 16 является управляющим выходом 39 блока управления 5.
Измерительный резистор 22 подключен между входом 43 и выходом 44 прямой ветви блока управления 5. При этом вход 43 соединен со вторым входом компаратора 16.
Источник опорного напряжения 24 (фиг.9) предпочтительно снабжен входом положительного напряжения питания 91, входом отрицательного напряжения питания 92 и выходом опорного напряжения 93. При этом источник опорного напряжения 24 содержит последовательно подключенные первое сопротивление 50 и тиристор 52. Сопротивление 50 соединено со входом положительного напряжения питания 91. Анод тиристора 52 соединен со входом отрицательного напряжения питания 92. Управляющий электрод тиристора 52 соединен с его катодом. Между анодом тиристора 52 и его управляющим электродом подключен терморезистор 21. Параллельно тиристору 52 подключена последовательная цепь второго 94 и третьего 95 сопротивлений. Точка соединения второго 94 и третьего 95 сопротивлений является выходом опорного напряжения 93.
Все конструктивные элементы заявляемого источника питания целесообразно размещать в едином корпусе. Нагрузка также может быть размещена в указанном корпусе. Корпус может представлять собой светодиодную лампу.
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.
В частности, выпрямитель 1 может быть реализован по однополупериодной схеме. Силовой ключ 3 может быть выполнен в виде силового реле.
Заявляемый источник питания по варианту 2 работает следующим образом.
На входные выводы подается переменное напряжение, которое преобразуется из переменного в постоянное выпрямителем 1. На сглаживающем фильтре 2 происходит сглаживание пульсаций напряжения. Питание подается на блок управления 5. Силовой ключ 3 разомкнут. Отсутствие тока в прямой ветви блока управления 5 (между входом 43 и выходом 44 прямой ветви) приводит к появлению сигнала на управляющем выходе 39 блока управления 5. Силовой ключ 3 при этом переходит в проводящее состояние.
При превышении током в прямой ветви блока управления 5 порогового значения, задаваемого источником опорного напряжения 24, на выходе компаратора 16 формируется управляющее напряжение, поступающее на вход управления 38 силового ключа 3. Силовой ключ 3 размыкает цепь, и протекающий через нагрузку ток поддерживается за счет энергии, накопленной в накопительной емкости 8. Если измеряемый сигнал меньше, чем сигнал источника опорного напряжения 24, то на выходе компаратора 16 формируется сигнал, который включает силовой ключ 3, и протекающий ток заряжает накопительную емкость 8 и поступает на нагрузку.
Благодаря наличию терморезистора 21 в блоке управления 5 опорное напряжение на выходе источника опорного напряжения 24 зависит от температуры. График этой зависимости показан на фиг.10. При повышении температуры окружающей среды выше критического значения опорное напряжение, выдаваемое источником 24, быстро снижается до нуля, переводя силовой ключ 3 в разомкнутое состояние.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении заявляемый технический результат: «обеспечение независимости параметров элементов цепи регулирования от напряжений на входе источника питания и нагрузке» достигается за счет того, что импульсный источник питания содержит выпрямитель, последовательно соединенный со сглаживающим фильтром, блок управления с источником опорного напряжения. При этом в прямой ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с силовым ключом, VLC-контуром и блоком управления, а в обратной ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с VLC-контуром. При этом выход сглаживающего фильтра дополнительно соединен со входом питания блока управления. При этом VLC-контур содержит последовательно соединенные шунтирующий диод, индуктивность и накопительную емкость, причем соединение катода шунтирующего диода с накопительной емкостью является входом и одновременно выходом прямой ветви VLC-контура, соединение анода шунтирующего диода с индуктивностью является входом обратной ветви VLC-контура, а соединение накопительной емкости с индуктивностью является выходом обратной ветви VLC-контура. При этом управляющий выход блока управления соединен со входом управления силового ключа.
Авторами изготовлены опытные образцы изобретений из заявляемой группы, испытания которых подтвердили достижение технического результата.
Заявляемые изобретения реализованы с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, могут быть изготовлены на радиотехническом предприятии и найдут широкое применение в электроснабжении объектов, требующих постоянства величины тока, протекающего через нагрузку, вне зависимости от входного напряжения.
Источники информации
1. Патент РФ №2180464 на изобретение, МПК Н02М 7/217, Н02Н 7/10, опубл. 2002 г.
1. Импульсный источник питания, содержащий выпрямитель, последовательно соединенный со сглаживающим фильтром, блок управления с источником опорного напряжения,
отличающийся тем, что в прямой ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с силовым ключом, VLC-контуром и блоком управления, а в обратной ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с VLC-контуром,
при этом VLC-контур содержит последовательно соединенные шунтирующий диод, индуктивность и накопительную емкость, причем соединение катода шунтирующего диода с накопительной емкостью является входом и одновременно выходом прямой ветви VLC-контура, соединение анода шунтирующего диода с индуктивностью является входом обратной ветви VLC-контура, а соединение накопительной емкости с индуктивностью является выходом обратной ветви VLC-контура,
при этом управляющий выход блока управления соединен с входом управления силового ключа.
2. Импульсный источник питания по п.1, отличающийся тем, что выпрямитель выполнен по двухполупериодной схеме.
3. Импульсный источник питания по п.1, отличающийся тем, что выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме.
4. Импульсный источник питания по п.1, отличающийся тем, что силовой ключ содержит полевой транзистор, исток которого является входом прямой ветви силового ключа, сток - выходом прямой ветви силового ключа, а затвор - входом управления силового ключа, при этом между истоком и затвором полевого транзистора подключено запускающее сопротивление, а между затвором и стоком полевого транзистора подключен блокирующий диод.
5. Импульсный источник питания по п.1, отличающийся тем, что силовой ключ выполнен в виде силового реле.
6. Импульсный источник питания по п.1, отличающийся тем, что сглаживающий фильтр выполнен в виде RC-фильтра.
7. Импульсный источник питания по п.1, отличающийся тем, что он содержит корпус, в котором размещены остальные конструктивные элементы источника питания.
8. Импульсный источник питания по п.1, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит первый компаратор и последовательно соединенные первое и второе сопротивления, подключенные между входом и выходом прямой ветви блока управления, при этом точка соединения первого и второго сопротивлений соединена со вторым входом первого компаратора, а выход источника опорного напряжения соединен с первым входом первого компаратора, при этом выход первого компаратора соединен с токоограничивающим сопротивлением, противоположный полюс которого является управляющим выходом блока управления.
9. Импульсный источник питания по п.8, отличающийся тем, что питание первого компаратора и источника опорного напряжения осуществляется от входа и выхода прямой ветви блока управления.
10. Импульсный источник питания по п.8, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит второй компаратор и последовательно соединенные третье сопротивление и терморезистор, подключенные между входом и выходом прямой ветви блока управления, при этом точка соединения третьего сопротивления и терморезистора соединена с первым входом второго компаратора, а выход источника опорного напряжения соединен со вторым входом второго компаратора, при этом выход второго компаратора соединен с выходом первого компаратора.
11. Импульсный источник питания по п.10, отличающийся тем, что питание источника опорного напряжения, первого и второго компараторов осуществляется от входа и выхода прямой ветви блока управления.
12. Импульсный источник питания по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что источник опорного напряжения снабжен входами положительного и отрицательного напряжений питания и выходом опорного напряжения, при этом источник опорного напряжения содержит последовательно подключенные сопротивление и тиристор, причем упомянутое сопротивление источника опорного напряжения соединено со входом положительного напряжения питания, анод тиристора соединен со входом отрицательного напряжения питания, управляющий электрод тиристора соединен с его катодом, а параллельно тиристору подключена емкость, при этом точка соединения катода и управляющего электрода тиристора, упомянутого выше резистора и емкости подключена к выходу опорного напряжения.
13. Импульсный источник питания, содержащий выпрямитель, последовательно соединенный со сглаживающим фильтром, блок управления с источником опорного напряжения,
отличающийся тем, что в прямой ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен с силовым ключом, VLC-контуром и блоком управления, а в обратной ветви сглаживающий фильтр последовательно соединен cVLC-контуром,
при этом выход сглаживающего фильтра дополнительно соединен со входом питания блока управления,
при этом VLC-контур содержит последовательно соединенные шунтирующий диод, индуктивность и накопительную емкость, причем соединение катода шунтирующего диода с накопительной емкостью является входом и одновременно выходом прямой ветви VLC-контура, соединение анода шунтирующего диода с индуктивностью является входом обратной ветви VLC-контура, а соединение накопительной емкости с индуктивностью является выходом обратной ветви VLC-контура,
при этом управляющий выход блока управления соединен с входом управления силового ключа.
14. Импульсный источник питания по п.13, отличающийся тем, что выпрямитель выполнен по двухполупериодной схеме.
15. Импульсный источник питания по п.13, отличающийся тем, что выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме.
16. Импульсный источник питания по п.13, отличающийся тем, что силовой ключ выполнен в виде полевого транзистора, исток которого является входом прямой ветви силового ключа, сток - выходом прямой ветви силового ключа, а затвор - входом управления силового ключа.
17. Импульсный источник питания по п.13, отличающийся тем, что силовой ключ выполнен в виде силового реле.
18. Импульсный источник питания по п.13, отличающийся тем, что сглаживающий фильтр выполнен в виде LC-фильтра или RC-фильтра.
19. Импульсный источник питания по п.13, отличающийся тем, что он содержит корпус, в котором размещены остальные конструктивные элементы источника питания.
20. Импульсный источник питания по п.13, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит компаратор и измерительный резистор, при этом измерительный резистор подключен между входом и выходом прямой ветви блока управления, выход опорного напряжения источника опорного напряжения подключен к первому входу компаратора, вход прямой ветви блока управления соединен со вторым входом компаратора, при этом выход компаратора является управляющим выходом блока управления.
21. Импульсный источник питания по п.20, отличающийся тем, что питание компаратора и источника опорного напряжения осуществляется от схемы питания, подключенной между входом питания и выходом прямой ветви блока управления.
22. Импульсный источник питания по п.20, отличающийся тем, что источник опорного напряжения снабжен входами положительного и отрицательного напряжений питания и выходом опорного напряжения, при этом источник опорного напряжения содержит последовательно подключенные первое сопротивление и тиристор, причем упомянутое первое сопротивление соединено со входом положительного напряжения питания, анод тиристора соединен со входом отрицательного напряжения питания, управляющий электрод тиристора соединен с его катодом, а между анодом тиристора и его управляющим электродом подключен терморезистор, при этом параллельно тиристору подключена последовательная цепь второго и третьего сопротивлений, причем точка соединения второго и третьего сопротивлений является выходом опорного напряжения.
