Источник питания постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз. Соаетскик

Социалистических

Республик

0i)888088 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 161179 (21) 2840416/24-07 с присоединением заявки Но (51)М. Кл.

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 316. .722.1(086.8) Опубликовано 07.1281 Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07.1281 (72) Авторы изобретения

В.И.Романенко, В.А.Терехов и В.И.Шаров, (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение огносится к вторичным источникам электропитания, а более конкретно — к полупроводниковым стабилизаторам напряжения с двойным регулиро-5 ванием: импульсным и линейным, используемым для питания радиоэлектронной аппаратуры с высокими требованиями к качеству электропитания при широком диапазоне плавного регулирова-10 ния питающего напряжения.

В стабилизаторах такого типа воз.никают значительные перенапряжения линейного регулятора в переходных режимах, особенно в момент включения, что приводит к частому пробою проходных транзисторов линейного регулятора. Применение высоковольтных транзисторов в качестве проходных не решает полностью задачи защиты линейного регулятора, так как не ис- 20 ключается тепловой пробой при включении стабилизатора на полную нагрузку.

Особенно остро встает вопрос защиты регулирующего транзистора линейного стабилизатора с двойным регулированием на сравнительно высокие выходные напряжения.

Известна система защиты регулирующего транзистора линейного стабилизатора от перенапряжений при включе- 30 нии стабилизатора (11, которая осуществляется путем закорачивания эмит терно-коллекторного перехода контактами специально введенного для этой цели реле. По окончании переходного процесса контакты реле размыкаются, обеспечивая тем самым возможность нормального функционирования стабилизатора.

Недостатками данной схемы защиты регулирующего транзистора линейного стабилизатора являются значительный. выброс напряжения на выходе стабилизатора при его включении, невозможность применения данной схемы в стабилизаторах с-широким диапазоном регулирования выходного напряжения стабилизатора., отсутствие защиты от переходных процессов в установившемся режиме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является известный P ) источник питания постоянного напряжения, который содержит тиристорный ключевой регулятор напряжения, включенный последовательно между входной клеммой и входом

DLC сглаживающего фильтра, выход которого через линейный стабилизатор компенсационного типа с последователь888088 ным регулирующим элементом подключен к выходным клеммам, блок фазового управления с времязадающей С-цепью, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного ключевого регулятора напряжения, а вход — к переходу коллектор-эмиттер регулирующего элемента линейного стабилизатора напряжения.

Так как в подобном источнике питания на регулирующем транзисторе линейного стабилизатора в установившемся режиме напряжение практически неиз- менно во всем диапазоне изменения выходного напряжения, то возможно получение выходных напряжений, превышающих допустимое коллекторное нап- 15 ряжение регулирующего транзистора.

При включении такого источника во время переходного процесса на регулирующем транзисторе возникает перенапряжение из-за перерегулирования 20 тиристорного ключевого регулятора.

Это объясняется инерционностью цепи обратной связи ключевого регулятора. Перенапряжение достигает. особенно значительной величины в ста-25 билизаторах, рассчитанных на работу в диапазоне напряжений, существенно превышающих допустимое напряжение регулирующего транзистора линейного стабилизатора. Это снижает их эксплу— атационную надежность из-за частого выхода из строя регулирующего транзистора линейного стабилизатора.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения и надежности источника питания.

Это достигается тем, что в известном источнике питания постоянного напряжения (2) выход линейного стабилизатора напряжения компенсационного типа через стабилитрон соединен 40 с времязадающей RC-цепью устройства фазового управления.

На чертеже изображена электрическая схема описываемого источника питания.

Источник 1 опорного напряжения, измерительный делитель на резисторах 2 и 3, усилитель 4 обратной связи, регулируюций транзистор 5 и выходной фильтр 6 образуют последовательный линейный стабилизатор напряжения 7 компенсационного типа. На его входе включен последовательный тиристорный ключевой регулятор напряжения .8, состоящий из тиристора 9,.ЬС-филь тр, состоящего из дросселя 10 и кон;дейсатора 11, блокирующего диода 12 и подключенного к переходу коллекторэмиттер регулирующего транзистора 5 .устройства 13 фазового управления.

В устройство 13 входят источник 14 ц опорного напряжения трапецеидальной формы и подключенный к нему управляемый релаксационный генератор импульсов 15 на однопереходном транзисторе 16, резисторах 17,18 и времязадаю- g5 щей С-цепи, состоящей из резистора

19 и конденсатора 20, конденсатор которой шунтирован через резистор 21 коллекторно-эмиттерным переходом упрагляющего транзистора 22. База транзистора 22 соединена с общей точкой тиристора 9 и коллектора транзистора 5 через конденсатор 23 и подключена к выходу второго измерительного делителя напряжения на резисторах

24, 25, одно плечо которого подсоединено к, эмиттеру транзистора 5, а второе — к источнику 14. Выход гене» ратора 15 соединен с управляющим электродом тиристора 9, а выход времязадающей RC-цепи подключен через стабилитрон 26 к эмиттеру транзистора 5.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания конденсатор 23 устройства. Управления начинает относительно медленно заряжаться от источника 14 через резистор

25, обеспечивая постепенное изменение фазы импульсов генератора 15,управляющих тиристором 9,и плавное нарастание выходного напряжения стабилизатора.

По достижении выходным напряжением установленной величины транзистор 5 под воздействием усилителя 4 выходит из насыщенного состояния и на нем на-. чинает возрастать напряжение, которое по достижении рабочего напряжения ста- билитрона 26 открывает его и препятствует дальнейшему изменению фазы управляющих импульсов генератора 15 и росту напряжения на выходе регулятора

8 до начала воздействия на генератор

15 обратной связи по цепи: резистор

24, транзистор 22, резистор 21, устанавливающей рабочее напряжение транзистора 5. При этом нелинейная обратная связь через стабилитрон 26 прекращается ввиду того, что его рабочее напряжение выбирается несколько выше рабочего напряжения транзистора 5 в установившемся режиме, и источник питания продолжает работать аналогично известному.

Простота устройства защиты,возможность ее применения в ранее разработанных источниках питания, высокая эксплуатационная надежность позволяют рекомендовать его для питания радиоэлектронной аппаратуры с высокими требованиями к качеству электропитания при широком регулировании питающего напряжения.

Формула изобретения

Источник питания постоянного напряжения, содержащий тиристорный ключевой регулятор напряжения, включенный последовательно между входной клеммой и входом LCO сглаживающего фильтра, выход которого через линейный стабилизатор напряжения компен888088 сационного типа с последовательным регулирующим элементом подключен к выходным клеммам, блок фазного.управления с времязадающей RC-цепью, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного ключевого регулятора напряжения, а вход — к переходу коллектор эмиттер регулирующего элемента линейного стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выМодного напряжения, и надежности источника питания в работе при повыI шенных напряжениях, выход линейного стабилизатора напряжения компенсаци» онного типа через стабилитрон соединен с времязадающей RC-цепью блока фазного управления.

Источники информации „ принятые во внимание при экспертизе

1. Агапов И.В., Пихута А.В. Электрическая защита полупроводниковых источников питания.И., "Сов.радио".

1966, с. 116, рис. 74.

2. "Приборы и техника эксперимаи» та", 1924, 9 1, с. 155-156.

888088

Составитель Е.Финогенов

Редактор Т.Загребельная Техред А.Ач КорректоР C.Øåêìàð

Заказ 10724/13 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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