Вторичный источник питания постоянного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и789979 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 19. 10.78 (21) 2674893/24-07

3 (51)M. Кд .

5 05 Р 1/56 с присоединением заявки .%

Государственный камнтет (23) П риоритет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.12.80, Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23. 12.80 (58).УД К621.316, .722.1(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Мишин и В. П. Полынь

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики (7I ) Заявитель при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразова тельной технике, а именно к вторичным источникам постоянного тока, и может быть использовано дпя питания нагрузок различного типа от сети постоянного тока ограниченной мощности.

Известны различ ны е источники ток а, используемые дпя заряда емкостных накопителей от источников постоянного тока ограниченной мошности 1)1.

Недостатком известных устройств является импульсное потребление энергии от источника питания. По этой причине максимальный и средний токи, потребляемые за период заряда накопителя, значительно отличаются, что обуславливает соответствуюшее завышение установпенной мотцности питакхцего источника и повышенную

1 модуляцию его напряжения, . 20

Найбопее близким к предлагаемому является вторичный источник питания с емкостным накопителем и входным сгпаживакяцим фильтром, выход которого подкпючен к накопительному конденсатору через шунт, токоограничивающий дроссель и бесконтактный ключ, управляемый релейным усилителем в функции. тока заряда емкостного накопителя где резистор включен па1 раллепьно цепы, составленной из шу-нта, токоограничиваютцего дросселя, бесконтактного ключа и входного сглаживакхцего фильтра P2).

Недостатком известного вторичного источника питания является сложность и низкий КПЙ за счет потерь мошности на резисторе параллельной цепи.

Цель изобретения увеличение КПД и уп рошени е.

Цель достигается тем, что во вторичном источнике питания с емкостным накопитепем, шунтом и выходным сглаживающим фильтром, выход которого подключен к накопительному конденсатору через токоограничивакхций дроссепь и бесконтактный ключ, управляемый релейным усилителем, шунт включен в рассечку об пей шины питания входного сглаживающего фильтра.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого источника питания (беэ цепи разряда емкостного накопителя); на фиг. 2 диаграммы изменения токов и напряжения в различных точках схемы.

Источник питания содержит цепочку из последовательно соединенных токоограничивающего дросселя 1 и накопительного конденсатора 2, шунтированную диодом 3, которая подключена к входным клеммам через бесконтактный ключ 4 и входной ) С фильтр (дроссель 5 и конденсатор 6). датчик (шунт) 7 потребляемого тока 15 включен в рассечку общей шины питания

l и соединен с первым входом 8 релейного усилителя 9, выход которого подключен к управляющему входу ключа, а второй вход 10 соединен с источником опорного 20 напряжения (резистор 11).

На фиг. 2 приведена диаграмма потребляемого тока 12, зарядного тока 13 и напряжения на накопительном конденсато- р ре 14.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент (фиг. 2), когда напряжение на накопительном конденсаторе 2 и ток в цепи датчика 7 равны нулю, с выхода усилителя 9 поступает отпирающий сигнал и ключ 4 открывается. В момент времени 6 > когда потребляемый

\ 35 ток 12 достигает значения п„„„(верхний уровень стабилизации) и напряжение отрицательной обратной связи с датчика

7, поступающее на первый вход релейного усилителя 9, сравнивается с опорным напряжением резистора 11, с выхода реле йного ус и лите ля 9 поступ ае т с игна л, запирающий ключ 4. При этом энергия, накопленная в дроссепе 1, передается в накопительный конденсатор 2 через шунти-<> рующий диод 3, а энергия, накопленная в дросселе 5 — в конденсатор 6 входного фильтра, В момент времени tg когда убывающий ток цроссепя 5 достигнет значения 1,п (нижний уровень стабилизации), репейный усилитель 9 вновь открывает ключ 4, и далее процессы повторяются.

При уменьшении (или увеличении) опорного напряжения, регулируемого резистором 11, указанные процессы повторяются, но уже при, соответственно, меньших (или,больших) значениях о и д потребляемого тока. Этим достигается

9 4 плавное регулирование вепнчины потреб иемого тока.

Иэ рассмотрения изменения потребляемого тока 12 (фиг. 2) следует, что его величина в процессе заряда накопительного конденсатора постоянна с точностью до пульсаций, размах которых в основном опредепяется возможностями применяемых элементов (например, минимально возможным гистерезисом релейного усилителя, частичными свойствами ключа и т,д .) и может быть уменьшен до пренебрежимо ма пой велич ины.

Таким образом, включение шунта во входной контур вторичного источника питания ключевого типа с емкостным накопителем позволяет достаточно точно стабилизировать потребляемый ток без какого-либо усложнения схемы, тогда как в известном источнике питания, где шунт расположен в цепи емкостного накопителя, аналогичный эффект достигается с помощью дополнительной активной зарядной цепи.

Необходимость введения вспомогательного зарядного контура с активным сопротивлением обусловлена спецификой работы источников питания репейного типа с емкостным накопителем и входным сглаживающим фильтром в условиях, когда шунт (датчик тока) расположен в контуре заряда емкостного накопителя. В этом случае ключ, управляемый релейным усилителем, стабилизирует ток заряда емкости, тогда как ток, потребляемый при этом устройством от цепи питания через входной фильтр (обычно L С-типа), имеет экс- поненциально возрастающий характер с последующим резким спадом в момент окончания заряда. По этой причине потребляемые максимальный и средний за период заряда токи могут значительно отличаться, что и обуславливает известные недостатки источников питания с датчиком тока в зарядном контуре (завышенную установленную мощность питающей сети и модуляцию ее напряжения). Йля устранения этого обычно вводят дополнительные элементы. Так в известном источнике питания это достигается с помощью дополнительной зарядной цепи с активным сопротивлением. В предлагаемом источнике питания аналогичная цель достигается включением датчика тока во входной контур.

B этом случае ключевой преобразователь стабилизирует ток, потребляемый от питающей сети непосредственно, поэтому по,требность в каком=либо усложнении исходной схемы отпадает.

5 789979 4

Сравнивая с этой точки зрения извест- горых соединены с выводами накопительный и предлагаемй источники питания, мож- ного конденсатора, подключенного к выходно сказать, что последний проще, так как ным клеммам, причем первый вход репейне содержит достаточно мошной вспомога- ного усилителя подключен K шунту, а втотельной зарядной цепи, а также экономи- > рой вход - к источнику опорного напрячнее на величину потерь энергии в актив- жения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, ном сопротивлении. с целью упрощения и увеличения К ПД, шунт включен в рассечку общей шины входного сглаживакецего фильтра.

Формула изобретения

Вторичный источник питания постоянного напряжения, содержащий входной сглаживаюший фильтр, выход которого подключен через бесконтактный ключ, управля-. емый релейным усилителем, к точке соединения шунтирующего диода и токоограничивающего дросселя, другие выводы коИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булатов О. Г. и др. Тиристорные схемы включения высокоинтенсивных источников света, М., "Энергия, 1975, с, 34.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 453681, кл, G 05 Р 1/56, 1974.

789979 л р в!а

Составитель Е. Финогенов

Редакто H. Лазаренко Техред М, Табакович;, Корректор.Г. Решетник

Заказ 9040/49 Тираж 956 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4