Импульсный стабилизатор напряжения

 

! о п и сани

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1ii 65494I

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.77 (21) 2461084/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.2

G 05F 1/58

Государственный комитет (3)

23 Приоритет

ll0 делам изобретений (43) Опубликовано 30.03.79, Бюллетень № 12 (53) УДК 621.316.722. .1 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания ЗО.03.79 (72) Авторы изобретения Б. Ю. Акимов, Т. Б. Гальперин, А. Г. Постников и А. М. Пушкин (71) Заявитель (54) ИМПУЛЪСНЪ|Й СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве вторичного источника электропитания.

Известны импульсные стабилизаторы напряжения, содержащие регулирующий эле- 5 мент, управляющий узел, усилитель постоянного тока, источник опорного напряжения, выходной фильтр и защитный узел (1, 2).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является импульсный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, к управляющему входу 15 которого подключен выход управляющего узла, входом соединенного с измерительноусилительным узлом, и релаксационный генератор, соединенный со входом управляющего узла, причем выходной силовой вывод 20 регулирующего элемента через последовательно соединенные сглаживающий дроссель и защитный узел подключен к одному из выходных выводов стабилизатора (3).

Защитный узел известных стабилизато- 25 ров обычно содержит датчик тока, снимающий сигнал, пропорциональный величине выходного тока (при защите от перегрузки) или напряжения (при защите от переНапряжения), и импульсный узел (триггер, 30 релаксационный генератор), вход которого соединен с выходом датчика тока.

Использование для защиты релаксационного генератора позволяет в аварийном режиме, с одной стороны, модулировать основную частоту коммутации регулирующего элемента более низкой частотой, т. е. увеличить время его закрытого состояния и тем самым ограничить перегрев; с другой стороны, периодически проверять наличие аварийного режима и при устранении последнего автоматически возвратить стабилизатор в рабочее состояние.

Расчеты реальных схем и конструкций стабилизаторов показывают, что оптимальную частоту работы релаксационного генератора целесообразно выбирать равной единицам герц — при этом успевает установиться тепловое равновесие в схеме и, кроме того, возможно использование весьма простых узлов для сигнализации об аварийном состоянии. Однако использование релаксационного генератора с частотой коммутации в указанном диапазоне до настоящего времени было затруднено тем, что в начальный момент аварии через регулирующий элемент проходит значительный выброс тока, приводящий, как правило, к токовому и тепловому пробою.

Кроме того, возможны ложные срабатыва654941

35 0

65 нпя защитного узла за счет накопления заряда во время задающей емкости генератора от кратковременных импульсов перетоков, имеющих место при коммутации сети или нагрузки.

Указанные недостатки снижают надежность стабилизатора.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизатора путем увеличения времени закрытого состояния регулирующего элемента в аварийном режиме.

Для этого в импульсный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент, к управляющему входу которого подключен выход управляющего узла, входом соединенного с измерительно-усилительным узлом, и релаксационный генератор, соединенный со входом управляющего узла, причем выходной силовой вывод регулирующего элемента через последовательно соединенные сглаживающий дроссель и защитный узел подключен к одному из выходных выводов стабилизатора, введены интегратор и резистивный делитель напряжения, причем интегратор подключен к входу релаксационного генератора, а резистивный делитель напряжения крайними выводами подключен между входами релаксационного генератора и управляющего узла, а средним выводом — к выходному выводу защитного узла.

На чертеже изображен импульсный стабилизатор напряжения, принципиальная электрическая схема.

Импульсный стабилизатор напряжения содержит включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент 1, к управляющему входу которого подключен управляющий узел 2, входом соединенный с измерительно-усилительным узлом 3, включающим в себя источник опорного напряжения

4, сглаживающий фильтр 5, защитный узел с датчиком тока 6 и релаксационный генератор 7.

Вход генератора 7 подключен к входу управляющего узла 2 через делитель напряжения на резисторах 8, 9, к среднему выводу которого подключен выход защитного узла 6, причем к входу генератора 7 подключен интегратор 10.

Импульсный стабилизатор напряжения работает следующим образом.

В случае аварийного режима — превышения тока на выходе (перенапряжения обычно схемным путем также сводят к перегрузке) — в первый момент сигнал от датчика тока поступает на вход управляющего узла 2 через плечо делителя 9 и ограничивает величину тока перегрузки, одновременно интегратор 10 задерживает действие сигнала аварии на релаксационный генератор на величину, определяемую постоянной времени интегратора (последняя выбирается меньше, чем постоянная времени самого релаксационного генератора).

По окончании задержки, вносимой интегратором, происходит запуск релаксационного генератора, который обеспечивает коммутацию регулирующего элемента 1 с низкой частотой. В то же время происходит ограничение кратковременных перегрузок за счет подключения датчика тока к делителю на резисторах 8, 9, так как при этом частично сигнал аварий без задержки поступает на вход управляющего узла, что увеличивает сопротивление регулирующего элемента.

При увеличении температуры окружающей среды уменьшается порог срабатывания релаксационного генератора, что, с одной стороны, уменьшает средний ток через регулирующий элемент, с другой стороны, ухудшает помехоустойчивость схемы. Некоторое снижение среднего тока целесообразно для термостабилизации регулирующего элемента.

Оптимальная тсрмостабилизация среднего тока и мощности рассеивания легко достигается соответствующим выбором плеч делителя — резисторов 8 и 9, при этом последние должны иметь положительный температурный коэффициент.

Благодаря введению новых схемных связей оказывается возможным снизить частоту релаксационного генератора, исключить его ложные срабатывания, повысить общую надежность схемы.

Применение предложенного стабилизатора повысит качество устройств подобного назначения и снизит общую стоимость.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин транзисторный регулирующий элемент, к управляющему входу которого подключен выход управляющего узла, входом соединенного с измерительно-усилительным узлом, и релаксационный генератор, соединенный со входом управляющего узла, причем выходной силовой вывод регулирующего элемента через последовательно соединенные сглаживающий дроссель и защитный узел подключен к одному из выходных выводов стабилизатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы путем увеличения времени закрытого состояния регулирующего элемента в аварийном режиме, в него введен интегратор и резистивный делитель напряжения, причем интегратор подключен к входу релаксационного генератора, а резистивный делитель напряжения крайними выводами подключен между входами релаксационного генератора и управляющего узла, а средним выводом — к выходному выводу защитного узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 400888, кл. G 05F 1/58.

654941

2. В. С. Грейвер, Ключевые стаоилизаторы напряжения постоянного тока, М., «Связь», 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

5 ¹ 469966, кл. G 05F 1/64, 1975.

Составитель Л. Мордвинкина

Редактор Ю. Челюканов Техред А. Камышникова Корректор Л. Орлова

Заказ 305/13 Изд. № 238 Тираж 1014 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2