RU212914U1 - Импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата - Google Patents
Импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU212914U1 RU212914U1 RU2022115077U RU2022115077U RU212914U1 RU 212914 U1 RU212914 U1 RU 212914U1 RU 2022115077 U RU2022115077 U RU 2022115077U RU 2022115077 U RU2022115077 U RU 2022115077U RU 212914 U1 RU212914 U1 RU 212914U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- outputs
- uav
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 21
- 206010008129 Cerebral palsy Diseases 0.000 claims description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 14
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 2
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 101700074348 ZFP1 Proteins 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к импульсным источникам вторичного электропитания (ИВЭП), например усилителя мощности беспилотного летательного аппарата (БПЛА), и может быть использована в радиосвязи, радиолокации и других областях техники. Технический результат заключается в возможности динамической регулировки выходного напряжения ИВЭП для импульсных потребителей в составе БПЛА. Сущность полезной модели состоит в том, что импульсный источник вторичного электропитания БПЛА содержит входной фильтр напряжения с тремя конденсаторами, сдвоенным и одинарным дросселями, силовой ключ, ШИМ-контроллер, изолирующий силовой трансформатор, выпрямитель напряжения питания, фильтр напряжения питания, оптрон, выходной выпрямитель напряжения, источник опорного напряжения, выходной фильтр напряжения с двумя конденсаторами и одинарным дросселем, в состав которого введены двойной цифровой потенциометр и переключатель. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к импульсным источникам вторичного электропитания (ИВЭП), например усилителя мощности беспилотного летательного аппарата (БПЛА), и может быть использована в радиосвязи, радиолокации и других областях техники.
В качестве прототипа, то есть устройства наиболее близкого к предлагаемому по технической сущности, выбран стабилизированный импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата (патенту на полезную модель №144517, 2014 г., МПК Н02М 3/00, опубликовано 27.08.2014 г.). Устройство-прототип содержит входной фильтр напряжения с конденсаторами и дросселями, силовой ключ, ШИМ-контроллер, изолирующий силовой трансформатор, выпрямитель напряжения питания, фильтр напряжения питания, оптрон, выходной выпрямитель напряжения, выходной фильтр напряжения с конденсаторами и дросселем, источник опорного напряжения.
Недостатком данного устройства является невозможность динамической регулировки выходного напряжения для импульсной нагрузки.
Решаемой задачей является динамическая регулировка выходного напряжения источника вторичного электропитания, для импульсных потребителей в составе БПЛА.
Указанный результат достигается за счет введения в состав переключателя (ПК) с управляющим входом и двойного цифрового потенциометра (ДЦП) с шиной данных.
Сущность полезной модели заключается в том, что в импульсном источнике вторичного электропитания БПЛА, содержатся ШИМ-контроллер с выпрямителем напряжения питания (ВНП) и фильтром напряжения питания (ФНП), силовой ключ (СК), изолирующий силовой трансформатор (ИСТ), выходной выпрямитель напряжения (ВВН), а также входной и выходной фильтры напряжения (ФН) в виде конденсаторов, источник опорного напряжения (ИОН), оптрон в виде светодиода (СД) и находящегося с ним в оптическом контакте фототранзистора (ФТ), входной ФН, который дополнительно снабжен сдвоенным и одинарным дросселями, установленными последовательно, и, по меньшей мере, вторым и третьим конденсаторами, а выходной ФН - одинарным дросселем и, по меньшей мере, вторым конденсатором, причем конденсаторы установлены на входах и выходах упомянутых дросселей входного и выходного ФН, кроме того в качестве ВВН применен диод Шоттки, при этом ко входам входного ФН подключена бортовая сеть электропитания БПЛА, а к его второму выходу - первый вход СК, к выходу которого и первому выходу входного ФН подключены соответственно второй и первый входы первичной обмотки ИСТ, первый выход вторичной обмотки ИСТ через ВВН подключен к первому входу выходного ФН, а второй выход вторичной обмотки - ко второму входу выходного ФН, первый и второй выходы которого подключены к потребителям БПЛА, одновременно к первому выходу ВВН подключен вход СД оптрона, выход которого подключен ко входу ИОН, а выход последнего подключен к третьему и четвертому выводу ДЦП, первый и второй входы которого подключены ко второму и третьему выходу ПК, кроме того, выходы обмотки обратной связи ИСТ подключены ко входам ВНП, выходы которого подключены ко входам ФНП, третий выход последнего подключен ко входу ФТ оптрона, а его выход - к третьему входу (входу обратной связи) ШИМ-контроллера, первый и второй выходы ФНП подключены соответственно к первому и второму входам (входам питания) ШИМ-контроллера, а выход (управляющий выход) последнего подключен ко второму входу (управляющему входу) СК.
Диод Шоттки - полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении, назван в честь немецкого физика Вальтера Шоттки. Диоды Шоттки используют переход металл-полупроводник в качестве барьера Шоттки (вместо р-n перехода, как у обычных диодов) и имеют большее быстродействие по сравнению с обычными диодами, применяются для уменьшения пульсации напряжения и повышения КПД.
ШИМ-контроллер - контроллер широтно-импульсной модуляции (Свободная энциклопедия Википедия).
Сущность полезной модели поясняется структурной схемой фиг. 1, где:
1 - входной фильтр напряжения (ФН);
2, 4, 6, 14 и 16 - конденсаторы;
3 - сдвоенный дроссель (СД);
5 и 15 - одинарные дроссели (ОД);
7 - силовой ключ (СК);
8 - изолирующий силовой трансформатор (ИСТ);
9 - первичная обмотка (ПО) ИСТ;
10 - вторичная обмотка (ВО) ИСТ;
11 - обмотка обратной связи (ООС) ИСТ;
12 - выходной выпрямитель напряжения (ВВН);
13 - выходной фильтр напряжения (ФН);
17 - выпрямитель напряжения питания (ВНП);
18 - фильтр напряжения питания (ФНП);
19 - оптрон;
20 - фототранзистор (ФТ);
21 - светодиод (СД);
22 - источник опорного напряжения (ИОН);
23 - ШИМ-контроллер;
24 - переключатель (ПК);
25 - двухканальный цифровой потенциометр (ДЦП).
Заявляемый импульсный источник вторичного электропитания БПЛА работает следующим образом.
Электропитание от бортовой сети (БС, на схеме не показана) поступает на входы**1(1 ** - на схеме не обозначены) входного фильтра напряжения (ФН) 1 и соответственно на первый конденсатор 2, на сдвоенный дроссель (СД) 3, и далее на второй конденсатор 4, одинарный дроссель (ОД) 5 и третий конденсатор 6, при этом входной ФН 1 обеспечивает защиту от синфазных помех, создаваемых питающей БС, посредством СД 3 и конденсаторов 2 и 4 на его входе и выходе, а также защиту БС БПЛА от электромагнитных помех, создаваемых ИВЭП посредством ОД 5 и конденсаторов 4 и 6 на его входе и выходе, со второго выхода входного ФН 1 напряжение через первый вход силового ключа (СК) 7 поступает на второй вход первичной обмотки (ПО) 9 изолирующего силового трансформатора (ИСТ) 8, а с первого выхода входного ФН 1 - на первый вход ПО 9 ИСТ 8, при открытии СК 7 ток в ПО 9 линейно увеличивается, а в вторичной обмотке (ВО) 10 происходит накопление энергии, при закрытии СК 7 магнитный поток в сердечнике** ИСТ 8 уменьшается, что вызывает токи в ВО 10 и в обмотке обратной связи (ООС) 11, далее напряжение с первого выхода ВО 10 через выходной выпрямитель напряжения (ВВН) 12, где производится выпрямление напряжения посредством диода Шоттки, поступает на первый вход выходного ФН 13, а со второго выхода ВО 10 - на второй вход выходного ФН 13, и, соответственно на его первый конденсатор 14, где происходит накопление выпрямленного напряжения, далее на ОД 5 и второй конденсатор 6, при этом выходной ФН 13 обеспечивает защиту потребителей БПЛА от помех, создаваемых самим ИВЭП, посредством ОД 15 и конденсаторов 14 и 16 на его входе и выходе, одновременно с первого выхода ВВН 12 напряжение поступает на вход светодиода (СД) 21 оптрона 19, а с выхода СД 21 - на вход источника опорного напряжения (ИОН) 22, где формируется стабильное опорное напряжение относительно выходов ИВЭП, а с выхода** ИОН 22 напряжение поступает на первый и второй вход ДЦП 24, который может изменять свое сопротивление, тем самым изменяя ток через СД 21, сопротивление ДЦП 24 изменяется через третий вход ДЦП 24 путем подачи команды с внешнего устройства**, изменение тока протекающего через СД 21, в свою очередь, вызывает изменение выходного напряжения ИВЭП, первый и второй выход ДЦП 24 соединены с первым и вторым входами ПК 23, выход которого соединен со вторым выходом ФН 13, при подаче сигнала «Управление переключателем» (УПР П) с внешнего устройства** ПК 23 коммутирует один из входов ДЦП 24 на второй вывод ФН 13, при использовании одного из входов ДЦП 24 другой остается неподключенным, что дает возможность изменить его сопротивление во время или между включением импульсной нагрузки, тем самым обеспечивая динамическую регулировку выходного напряжения ИВЭП с возможностью изменения выходного напряжения «от импульса к импульсу», при этом при уменьшении (увеличении) напряжения на первом выходе ВВН 12, которое может быть вызвано изменением нагрузки потребителей (на схеме не показаны), ток, проходящий через СД 21 оптрона 19 уменьшается (увеличивается), при этом СД 21 светится менее (более) интенсивно, затем излучение (фотопоток) от СД 21 поступает на фототранзистор (ФТ) 20, при этом менее интенсивное излучение СД 21 вызывает не полное открытие ФТ 20, что излучения СД 21, напряжение с выхода** ФТ 20 поступает на третий управляющий вход ШИМ-контроллера 23, уменьшая проходящий через него ток и напряжение на выходе, а более интенсивное излучение СД 21 - более полное открытие ФТ 20, что, соответственно, увеличивает проходящий через него ток и напряжение на выходе, затем, измененное интенсивностью с выхода последнего - на второй вход СК 7, напряжение с ООС 11 ИСТ 8 поступает на входы выпрямителя напряжения питания (ВНП) 17, где происходит выпрямление этого напряжения, с выходов ВНП 17 напряжение поступает на входы фильтра напряжения питания (ФНП) 18, с первого и второго выходов которого напряжение поступает соответственно на первый и второй входы питания ШИМ-контроллера 23 (описание см. ниже), с третьего выхода ФНП 18 напряжение питания поступает на вход ФТ 20 оптрона 19, при этом увеличение напряжения на первом выходе ВВН 12, и соответственно, на входе** ФТ 20, посредством излучения от СД 21, уменьшает ширину импульса на выходе ШИМ-контроллера 23 и, соответственно, уменьшает энергию, передаваемую от бортовой сети БПЛА через ИВЭП потребителям БПЛА, а уменьшение напряжения на первом выходе ВВН 12, и соответственно, на входе** ФТ 20, посредством излучения от СД 21, увеличивает ширину импульса на выходе ШИМ-контроллера 23, и, соответственно, увеличивает энергию, передаваемую от бортовой сети БПЛА через ИВЭП потребителям БПЛА.
ШИМ-контроллер (контроллер широтно-импульсной модуляции) 23 представляет собой интегрированную микросхему для ИВЭП, которая преобразует ток на входе управления в рабочем цикле в ток на выходе с открытым стоком силового высоковольтного MOSFET транзистора (на схеме не показан), при увеличении (уменьшении) тока нагрузки ШИМ-контроллер 23 увеличивает (уменьшает) время открытого состояния силового ключа и компенсирует тем самым изменение вторичного напряжения на выходах ИВЭП.
Принцип динамической регулировки выходного напряжения поясняется также временной диаграммой фиг. 2, где график 1 показывает выходное напряжение ИВЭП, график 5 показывает импульсную коммутацию нагрузки на ИВЭП, в зависимости от положения ПК 23 (см. график 2) на ИОН 22 переключается один из каналов ДЦП (график 3, график 4). При необходимости изменить выходное напряжение (временной отрезок 2) происходит переключение ПК 23, в момент отключения импульсной нагрузки (см. график 5). Для изменения выходного напряжения «от импульса к импульсу» во временном отрезке 2 после коммутации ПК 23 на второй канал ДЦП 24, происходит изменение сопротивления первого канала ДЦП 24 (см. график 4) во временном отрезке 2. Во временном отрезке 3, во время отсутствия нагрузки (см. график 5) происходит переключение ПК 23 на первый канал ДЦП 24, что вызывает изменение напряжения на ИОН 22, так как ранее значение сопротивления первого канала ДЦП 24 было изменено. Таким образом, обеспечивается изменение выходного напряжения ИВЭП, в том числе «от импульса к импульсу».
Представленные описание и структурная схема заявляемого импульсного источника вторичного электропитания БПЛА позволяют, используя известные в приборостроении материалы, технологии и покупные радиоэлектронные изделия, изготовить его промышленным способом и использовать в радиосвязи, радиолокации и других областях техники для питания различных устройств, например усилителя мощности БПЛА.
Claims (1)
- Импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата (БПЛА), содержащий ШИМ-контроллер с выпрямителем напряжения питания (ВНП) и фильтром напряжения питания (ФНП), силовой ключ (СК), изолирующий силовой трансформатор (ИСТ), выходной выпрямитель напряжения (ВВН), а также входной и выходной фильтры напряжения (ФН) в виде конденсаторов, источник опорного напряжения (ИОН), оптрон в виде светодиода (СД) и находящегося с ним в оптическом контакте фототранзистора (ФТ), входной ФН дополнительно снабжен сдвоенным и одиночным дросселями, установленными последовательно и, по меньшей мере, вторым и третьим конденсаторами, а выходной ФН - одиночным дросселем и, по меньшей мере, вторым конденсатором, причем конденсаторы установлены на входах и выходах упомянутых дросселей входного и выходного ФН, отличающийся тем, что в состав введены двойной цифровой потенциометр (ДЦП) и переключатель (ПК), при этом ко входам входного ФН подключена бортовая сеть электропитания БПЛА, а к его второму выходу - первый вход СК, к выходу которого и первому выходу входного ФН подключены соответственно второй и первый входы первичной обмотки ИСТ, первый выход вторичной обмотки ИСТ через ВВН подключен к первому входу выходного ФН, а второй выход вторичной обмотки - ко второму входу выходного ФН, первый и второй выходы которого подключены к потребителям БПЛА, одновременно к первому выходу ВВН подключен вход СД оптрона, выход которого подключен ко входу ИОН, а выход последнего подключен к первому и второму входам ДЦП, который также имеет вход шины данных, первый и второй выходы ДЦП подключены к первому и второму входам ПК соответственно, при этом выход ПК подключен ко второму выходу выходного ФН, а также имеет вход управления переключателем (УПР П), кроме того, выходы обмотки обратной связи ИСТ подключены ко входам ВНП, выходы которого подключены ко входам ФНП, третий выход последнего подключен ко входу ФТ оптрона, а его выход - к третьему входу ШИМ-контроллера, первый и второй выходы ФНП подключены соответственно к первому и второму входам ШИМ-контроллера, а выход последнего подключен ко второму входу СК.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU212914U1 true RU212914U1 (ru) | 2022-08-12 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1210189A1 (ru) * | 1984-06-28 | 1986-02-07 | Московский институт электронной техники | Многоканальный источник питани |
WO2003038981A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Mobility Electronics, Inc. | Dual input ac and dc power supply having a programmable dc output utilizing a secondary buck converter |
RU144517U1 (ru) * | 2014-04-29 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Северный пресс" | Стабилизированный импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата |
RU147911U1 (ru) * | 2014-07-17 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Северный пресс" | Импульсный источник вторичного стабилизированного электропитания беспилотного летательного аппарата |
RU149475U1 (ru) * | 2014-09-10 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Северный пресс" | Импульсный многоканальный источник вторичного электропитания с блоком сигнализации |
US10326374B2 (en) * | 2014-09-12 | 2019-06-18 | Signify Holding B.V. | Power supply circuit with converter circuit |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1210189A1 (ru) * | 1984-06-28 | 1986-02-07 | Московский институт электронной техники | Многоканальный источник питани |
WO2003038981A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Mobility Electronics, Inc. | Dual input ac and dc power supply having a programmable dc output utilizing a secondary buck converter |
RU144517U1 (ru) * | 2014-04-29 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Северный пресс" | Стабилизированный импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата |
RU147911U1 (ru) * | 2014-07-17 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Северный пресс" | Импульсный источник вторичного стабилизированного электропитания беспилотного летательного аппарата |
RU149475U1 (ru) * | 2014-09-10 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Северный пресс" | Импульсный многоканальный источник вторичного электропитания с блоком сигнализации |
US10326374B2 (en) * | 2014-09-12 | 2019-06-18 | Signify Holding B.V. | Power supply circuit with converter circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5886508A (en) | Multiple output voltages from a cascaded buck converter topology | |
US8767418B2 (en) | Control system for a power converter and method of operating the same | |
US8488355B2 (en) | Driver for a synchronous rectifier and power converter employing the same | |
US9287788B2 (en) | Resonant converter using variably delayed output switching | |
US8008960B2 (en) | Synchronous rectifier post regulator | |
Xi et al. | A forward converter topology with independently and precisely regulated multiple outputs | |
US5726869A (en) | Synchronous rectifier type DC-to-DC converter in which a saturable inductive device is connected in series with a secondary-side switching device | |
EP0602835A1 (en) | Voltage control circuits | |
EP0172487B1 (de) | Schaltnetzteil mit freischwingendem Durchflusswandler und galvanisch getrennter Regelschleife | |
JPH03289349A (ja) | 電源出力の調整 | |
EP2761735B1 (de) | Ansteuervorrichtung und verfahren zum ansteuern eines gleichspannungswandlers | |
KR930000966B1 (ko) | 비선형 공진스위치 및 콘버터 | |
EP1598927A2 (en) | Voltage regulator | |
EP0720278B1 (en) | Multi-output DC/DC power converter | |
RU212914U1 (ru) | Импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата | |
US20050057951A1 (en) | Controlled synchronous rectifier for controlling an output voltage of a switched mode power supply | |
CN111564977B (zh) | 反激式开关电源电路 | |
US20220181979A1 (en) | Switched-mode power supply having coupled step-down converter stages | |
Sharma | Soft Switched Multi-Output PWM DC-DC Converter | |
EP0170293A1 (de) | Schaltnetzteil mit freischwingendem Durchflusswandler ohne Regelschleife | |
Kulkarni et al. | Multiple output fly back converter with primary side current mode control for defence applications | |
RU144517U1 (ru) | Стабилизированный импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата | |
RU149475U1 (ru) | Импульсный многоканальный источник вторичного электропитания с блоком сигнализации | |
RU147911U1 (ru) | Импульсный источник вторичного стабилизированного электропитания беспилотного летательного аппарата | |
EP3906613B1 (en) | High efficiency converter and its control method |