CS203564B1 - Zapojení regulačního obvodu paralelně zapojených zdrojů - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení regulačního obvodu, zajišťujícího rovnoměrné rozdělení zátěže paralelně zapojených stabilizovaných napájecích zdrojů.

ý praxi se často vyskytuje potřeba spojení napájecích zdrojů do sestavy s vyšším výstupním napětím nebo větším výstupním proudem. Sériové spojení napájecích zdrojů nebývá obtížné, avšak paralelní spojení * se provádí nesnadno. Příčinou je rozdílná hodnota výstupního napětí jednotlivých zdrojů. Přestože jetento rozdíl malý, způsobuje nerovnoměrné rozdělení výstupního proudu. Proud do zátěže dodává nejprve zdroj s vyšším výstupním napětím, Teprve když dojde k jeho přetížení a výstupní napětí poklesne na úroveň druhého zdroje, začne tento zdroj také dodávat výstupní proud. To znamená, že zatímco jeden zdroj je přetížen, druhý může být zatížen jen nepatrně. Tento nežádoucí jev lze odstranit; pouze přesným nastavením stejné hodnoty ! výstupního napětí paralelně spojených zdrojů. Dlouhodobou stabilitu vyrovnání v celém rozsahu pracovních podmínek však nelze zajistit prostým seřízením. Tuto nevýhodu odstraňuje zapojení podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v, tom, že mezi vstupními svorkami je zapojen snímací odpor, první vstupní svorka je přes první odpor připoje2 na k neinvertujícímu vstupu prvního zesilovače, druhá vstupní svorka je přes druhý odpor připojena k invertujícímu vstupu prvního zesilovače, jehož výstup je připojen jednak zpět přes třetí odpor k invertujícímu vstupu prvního zesilovače, jednak přes čtvrtý odpor k invertujícímu vstupu druhého zesilovače, k jehož neinvertujícímu vstupu je přes pátý odpor připojena výstupní svorka a jehož výstup je připojen jednak zpět k jeho invertujícímu vstupu přes šestý odpor, jednak přes sedmý odpor ke svorce korigovaného frekvenčního napětí, jednak přes osmý odpor k invertujícímu vstupu třetího zesilovače, k jehož neinvertujícímu vstupu je připojena přes devátý odpor svorka referenčního napětí, která je spojena přes desátý odpor se svorkou korigovaného referenčního napětí, výstup třetího zesilovače je připojen jednak zpět k jeho invertujícímu vstupu přes jedenáctý odpor, jednak přes diodu k výstupní svorce, propojené dvanáctým odporem se zemní svorkou, která je spojena přes třináctý odpor s neinvertujícím vstupem prvního zesilovače..

Každý stabilizovaný zdroj má regulační obvod a tyto obvody jsou propojeny. Regulační obvod podle vynálezu umožňuje paralelně zapojit několik zdrojů bez nebezpečí, že některý z nich bude přetížen a zbývající zdroje nezatíženy. V každém okamžiku jsou výstupní proudy paralelně spojených zdrojů stejné.

Příklad zapojení podle vynálezu je dále popsán pomocí výkresů. Na obr. 1 je zapojení regulačního obvodu, na obr. 2 je připojení regulačního obvodu ke stabilizovanému zdroji, na obr. 3 je blokové schéma zapojení n stabilizovaných zdrojů s regulačními obvody.

Regulační obvod na obr. 1 je tvořen třemi zesilovači A, B, C. Mezi vstupními svorkami 1 a 2 regulačního obvodu je zapojen snímací odpor Ro, kterým protéká výstupní proud napájecího zdroje. Vzniklé napětí se přivádí přes odpory R1 a R2 na vstupy prvního zesilovače A, jehož výstupní napětí Ua na svorce 3 je úměrné velikostí výstupního proudu zdroje. Zesílení zesilovače A určuje odpor R4 zapojený mezi výstup a invertující vstup, neinvertující vstup je spojen se svorkou 7 přes odpor R3.

Napětí Ua se srovnává pomocí druhého zesilovače B s napětím Us společné sběrnice S, jíž jsou propojeny všechny svorky 6 paralelně zapojených zdrojů. K invertujícímu vstupu zesilovače B se přivádí napětí Ua přes odpor R6 a k neinvertujícímu vstupu napětí Us přes odpor R5. Zesílení zesilovače B určuje odpor R7 spojující výstup s invertujícím vstupem.

Referenční napětí napájecího zdroje Un je přivedeno ke. svorce 5 regulačního obvodu a přes odpor R9 se přivádí na svorku 4 spojenou se vstupem komparačního zesilovače zdroje. Ke svorce 4 je také připojen výstup zesilovače B přes odpor R8.

Neinvertující vstup třetího zesilovače C je spojen odporem Rll se svorkou 5, invertující vstup je propojen odporem R10 s výstupem zesilovače B. Zesílení zesilovače C určuje odpor R12 zapojený mezi výstupem a ínvertujícím vstupem. Výstupní napětí Uc zesilovače C se zavádí, přes diodu Ď na výstupni svorku 6, která je spojena odporem R13 se zemní svorkou 7.

Na obr. 2 je znázorněno zapojení regulačního obvodu RO do sestavy napájecího zdroje. Původní spojení zdroje referečního napětí RN s komparačním zesilovačem KZ (značeno čárkovaně] se přeruší, zdroj referenčního napětí RN se spojí se svorkou 5 regulačního obvodu RO a vstup komparačního zesilovače KZ se spojí se svorkou 4 regulačního obvodu RO. Dále se přeruší zemní vodič napájecího zdroje a oba konce se připojí ke svorkám 1 a 2 regulačního obvodu RO.

Funkce samostatně pracujícího napájecího zdroje se připojením regulačního obvodu nezmění. Na svorce 3 bude napětí Ua odpovídající hodnotě výstupního proudu zdroje. Vzájemné propojení zesilovačů B a C vytváří vlivem uzavřené smyčky zpětné vazby obvod s jednotkovým ziskem, takže na výstupní svorce 6 bude napětí Us = Ua.

Současně se bude udržovat výstupní napětí Ub zesilovače B na stejné hodnotě, jakou má zdroj referenčního napětí Un na svorce 5, takže bude Ub = Un. Proto přes odpory R8 a R9 nepoteče žádný proud a napětí Uk na svorce 4 bude stejné jako na svorce 5, tedy Uk = Un. Výstupní napětí samostatného napájecího zdroje se tedy nezmění.

Na obr. 3 je znázorněno spojení napájecích zdrojů Zl, Z2 až Zn obsahujících regulační obvod do sestavy s paralelním pro- . vozem. Vstupní svorky 8, 9 všech zdrojů Zl, Z2 až Zn jsou paralelně propojeny, stejně tak výstupní svorky. Dále jsou propojeny svorky 5 regulačních obvodů sběrnicí S.

Funkce regulačního obvodu bude vysvětlena na dvou paralelně spojených zdrojích Zl a' Z2. Předpokládejme, že výstupní napětí samostatného zdroje Z2 je vyšší než výstupní napětí zdroje Zí. Proto po paralelním spojení bude výstupní proud zdroje Z2 rovněž větší než proud zdroje Zl. Protože výstupy třetích zesilovačů C regulačních obvodů obou zdrojů Zl a Z2 jsou propojený na společnou sběrnici S přes diody D, bude napětí Us sběrnice S odpovídat proudu tohoto zdroje, jehož hodnota bude větší. V tomto případě proudu zdroje Z2, tedy Us = = Ua.

Napětí Us se zavádí přes odpor R5 na neinvertující vstup druhého zesilovače B zdroje Zl, k jehož invertujícímu vstupu je přivedeno napětí Ua < Us přes odpor R6. Proto se na výstupu tohoto zesilovače B objeví napětí Ub, úměrné rozdílu vstupních úrovní a přes odpory R8 a R9 začne protékat proud, který na odporu R9 vytvoří úbytek napětí

Napětí Ud se přičítá k hodnotě referenčního napětí zdroje Zl. Vyšší hodnota korigovaného referenčního napětí Uk = Un — — Ud způsobí zvýšení výstupního napětí zdroje Zl a tedy i jeho výstupního proudu. Tím však současně poklesne výstupní proud zdroje Z2, sníží se napětí Us sběrnice S a obvod se ustálí při stejné velikosti výstupních proudů.

Podobný děj bude probíhat i při větším počtu paralelně spojených zdrojů. Všechny zdroje s nižším výstupním proudem než jaký dodává zdroj s nejvyšším výstupním napětím budou regulovány tak, aby jejich výstupní napětí se zvýšilo na hodnotu, která odpovídá stejným výstupním proudům.

Rozsah. regulace však musí být omezen pouze na rozmezí povolené odchylky od jmenovité hodnoty výstupního napětí, aby při případné poruše některého zdroje nedošlo ke stržení výstupního napětí ostatních zdrojů mimo povolenou toleranci. Omezení rozsahu regulace se dosahuje volbou velikosti odporu R8, který spolu s maximálně možnou hodnotou výstupního napětí druhého zesilovače B určuje nejvyšší odchylku napětí Ud. Po dosažení této hraníce se výstupní napětí zdroje již dále nemění.

PŘEDMĚT

Claims (2)

1. PŘEDMĚT

   VYNÁLEZU

   Zapojení regulačního obvodu paralelně zapojených stabilizovaných napájecích zdrojů, pro rovnoměrné rozdělení jejich výstupních proudů, vyznačené tím, že mezi vstupními svorkami (1, 2) je zapojen snímací odpor f Ro), první vstupní svorka (1) je přes první odpor (Rl) připojena k neinvertu jí čímu vstupu prvního zesilovače (A), druhá vstupní svorka (B) je přes druhý odpor (R2) připojena k invertujícímu vstupu prvního zesilovače (A), jehož výstup (3) je připojen jednak zpět přes třetí odpor (R4) k invertujícímu vstupu prvního zesilovače (A), jednak pres čtvrtý odpor (R6) .k invertujícímu vstupu druhého zesilovače (B), k jehož neinvertujícímu vstupu je přes pátý odpor (R5) připojena výstupní svorka (6) a jehož výstup je připojen jednak zpět k jeho invertujícímu vstupu přes šestý odpor (R7), jednak přes sedmý odpor (R8) ke ..svorce (4) korigovaného referenčního napětí, jednak přes osmý odpor (R10) k invertujícímu vstupu třetího zesilovače .(CJ, k jehož neinvertujícímu vstupu je připojena přes devátý odpor (Riij svorka (5) referenčního napětí, která je spojena přes desátý odpor (R9) se svorkou (4) korigovaného referenčního napětí, výstup třetího zesilovače (C) je připojen jednak zpět k jeho invertujícímu vstupu přes jedenáctý odpor (Ri2), jednak přes diodu (D) k výstupní svorce (6), propojené dvanáctým odporem (R13) se zemní svorkou (7], která je spojena přes třináctý odpor (R3) s neinvertu jícím vstupem prvního zesilovače (A j.
2. 2 listy výkresů

   Severografia, n. p., závod 7. Most