RU2269862C1

RU2269862C1 - Mode(variants) and an arrangement(variants) of electric supply of predominantly portable electron aids

Info

Publication number: RU2269862C1
Application number: RU2004119349/09A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Моисеевич Поводатор (RU); Аркадий Моисеевич Поводатор
Original assignee: Аркадий Моисеевич Поводатор
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-02-10
Also published as: RU2004119349A

Abstract

FIELD: the invention refers to the sources of electric supply of electron aids whose functioning is carried out on the principles of electronic engineering and/or radio technique.

SUBSTANCE: the aids include at least one active element with three or more electrodes particularly a transistor and using this active element(elements) carry out amplification, conversion or generation (formation) of working electric signals of alternating or direct voltage including broadband signals. The mode and the arrangement for electric supply of predominantly portable electron aids is carried out by way of using at least one a three-electrode active element, amplification, conversion or generation of an electric signal of alternating or direct voltage based on supplying voltage on the clamps of the electron aid, impulse voltage whose on-off time ratio is within the limits of 1,1-20,0 is used as supply voltage. In the second variant of the mode and of the arrangement the impulse voltage has the following parameters: the frequency of impulses is at least one level higher than the maximum frequency of the spectrum of the electric signal of alternating voltage or at least one level less than the minimal frequency of the spectrum of this electric signal, and the duration of the impulse fronts is at least one level less than the magnitude inverse to the maximum frequency of the spectrum of the electric signal of alternative voltage.

EFFECT: decreases electric consumption.

10 cl, 3 dwg

Description

Группа изобретений относится к источникам электропитания электронных средств (систем, блоков, узлов, устройств), функционирование которых осуществляется на принципах электроники и/или радиотехники [Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование, М.: Горячая линия - Телеком, 2001, стр.4-5], а именно к способам и устройствам для электропитания преимущественно портативных электронных и/или радиоэлектронных средств, включающих по крайней мере один активный элемент с тремя или более электродами, в частности транзистор, и осуществляющих с использованием указанного активного элемента (элементов) усиление, преобразование или генерацию (формирование) рабочих электрических сигналов переменного или постоянного напряжения, в том числе широкополосных сигналов.The group of inventions relates to power sources of electronic means (systems, blocks, units, devices), the operation of which is carried out on the principles of electronics and / or radio engineering [Power sources of electronic means. Circuitry and design, M .: Hot line - Telecom, 2001, p. 4-5], and in particular to methods and devices for powering mainly portable electronic and / or electronic means, including at least one active element with three or more electrodes , in particular, a transistor, and amplifying, converting, or generating (generating) working electrical signals of alternating or direct voltage, including broadband signals, using said active element (s).

Примерами такого рода электронных средств, систем или устройств являются, в частности, биотелеметрические приборы автономного использования с батарейным первичным электропитанием, осуществляющие передачу измеренных параметров, в том числе для подводного и космического применения, а также радиомаяки, передатчики охранных и сигнальных систем и др. Рабочим электрическим сигналом переменного или постоянного напряжения электронного средства является сигнал, обрабатываемый или формируемый указанным средством, например низко- или высокочастотный сигнал усилителя, генератора, передатчика, в том числе модулированный сигнал (по частоте, амплитуде и др.), сигнал усилителя постоянного тока.Examples of such electronic means, systems or devices are, in particular, autonomous use biotelemetric devices with primary battery power supply, transmitting the measured parameters, including for underwater and space applications, as well as beacons, transmitters of security and signal systems, etc. an electrical signal of alternating or direct voltage of an electronic means is a signal processed or generated by said means, for example low or high astotny amplifier signal generator, the transmitter including the modulated signal (frequency, amplitude, etc.), the DC signal of the amplifier.

Не относятся к предложенным изобретениям способы и источники электропитания двухэлектродных активных и пассивных элементов и устройств, например термо- и взрывоэмиссионных катодов, различных диодов, включая диоды, используемые в качестве источников излучений и датчиков физических величин, физических и химических аппаратов, в частности электрофильтров, газоразрядных счетчиков, электрохимических технологических устройств (электрофлотокоагуляторов, электролизеров, других химических реакторов).Methods and power sources of two-electrode active and passive elements and devices, for example, thermal and explosion-emission cathodes, various diodes, including diodes used as sources of radiation and sensors of physical quantities, physical and chemical devices, in particular electrostatic precipitators, are not relevant to the inventions proposed. counters, electrochemical technological devices (electroflotocoagulators, electrolyzers, other chemical reactors).

Известен источник электропитания электронного средства [Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование, М.: Горячая линия - Телеком, 2001, стр.7-9, рис.1.1, в)], осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента (например, транзистора) усиление, преобразование или генерацию (формирование) электрического сигнала переменного или постоянного напряжения, включающий последовательно соединенные первичный источник электроэнергии переменного тока, выпрямитель, инверторный преобразователь выпрямленного постоянного напряжения в импульсное напряжение и второй выпрямитель, выход которого через фильтр соединен с выходными клеммами источника питания, на которые действует постоянное напряжение питания, подаваемое на нагрузку - электронное средство.Known power source of electronic means [Power sources of electronic means. Circuitry and design, M .: Hot line - Telecom, 2001, pp. 7-9, Fig. 1.1, c)], which uses at least one three-electrode active element (for example, a transistor) to amplify, transform or generate (formation ) an electric signal of alternating or direct voltage, including a series-connected primary source of electric power of alternating current, a rectifier, an inverter converter of rectified direct voltage to a pulse voltage and a second rectifier, output otorrhea through a filter connected to the output terminals of the power supply, which operates a constant voltage supplied to the load - electronic means.

Известен также источник электропитания электронного средства [Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование, М.: Горячая линия - Телеком, 2001, стр.7-9, рис.1.1, д)], осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента усиление, преобразование или генерацию (формирование) электрического сигнала переменного или постоянного напряжения, включающий последовательно соединенные первичный источник электроэнергии постоянного тока, инверторный преобразователь постоянного напряжения в импульсное и второй выпрямитель, выход которого через фильтр соединен с выходными клеммами источника питания, на которые действует постоянное напряжение питания, подаваемое на нагрузку в виде электронного средства.Also known is the power source of electronic means [Power sources of electronic means. Circuitry and design, M .: Hot line - Telecom, 2001, pp. 7-9, Fig. 1.1, d)], which uses at least one three-electrode active element to amplify, transform or generate (generate) an electrical signal of alternating or DC voltage, including a series-connected primary source of direct current electricity, an inverter converter of direct voltage to a pulse and a second rectifier, the output of which is connected through a filter to the output terminals of the source power supply, to which a constant voltage is applied, supplied to the load in the form of electronic means.

Известно также, что для любого электронного средства, даже если оно состоит из одного транзистора, в качестве параметров электропитания указывается лишь перечень номиналов напряжений, мощность и, при необходимости, стабильность, то есть, в известных устройствах электропитания на нагрузку (электронное, радиоэлектронное устройство) всегда подается постоянное напряжение [Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование, М.: Горячая линия - Телеком, 2001, стр.4].It is also known that for any electronic device, even if it consists of one transistor, only a list of voltage ratings, power and, if necessary, stability, that is, in known power supply devices for a load (electronic, electronic device) are indicated as power parameters Constant voltage is always applied [Power supplies for electronic equipment. Circuitry and design, M .: Hot line - Telecom, 2001, p. 4].

Из вышеупомянутого источника информации [Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование, М.: Горячая линия - Телеком, 2001, стр.7-9, рис.1.1, в), д), вытекает также известность способов:From the aforementioned source of information [Power Supplies of Electronic Means. Circuitry and design, M .: Hot line - Telecom, 2001, p. 7-9, fig. 1.1, c), e), also follows the fame of the methods:

- способ электропитания электронного средства, осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента усиление, преобразование или генерацию электрического сигнала переменного напряжения, основанный на подаче на клеммы питания этого средства постоянного напряжения питания;- a method for powering an electronic device, using at least one three-electrode active element, amplification, conversion or generation of an electrical signal of alternating voltage, based on the supply to the power terminals of this means of constant voltage;

- способ электропитания электронного средства, осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента усиление, преобразование или формирование электрического сигнала постоянного напряжения, основанный на подаче на клеммы питания этого средства постоянного напряжения питания.- a method of power supply of an electronic device, using at least one three-electrode active element, amplification, conversion or formation of an electric signal of constant voltage, based on the supply to the power terminals of this means of constant voltage.

Вышеуказанные известные способы и устройства электропитания являются прототипами предложенной ниже группе изобретений, состоящей из двух вариантов способа и двух вариантов устройства.The above known methods and devices for power supply are prototypes of the group of inventions proposed below, consisting of two variants of the method and two variants of the device.

Недостатком вышеуказанных известных способов и устройств электропитания электронных средств является непрерывное во времени потребление каждым электронным (радиоэлектронным) устройством мощности от источника питания (естественно, во включенном состоянии), что вызывает повышенное потребление электроэнергии электронными средствами, а, в случае ограниченности ресурса (энергоемкости) первичного источника электроэнергии в виде аккумулятора или батареи, уменьшает время работы включенного электронного средства и требует более частого обслуживания для замены первичного источника электроэнергии.A disadvantage of the above known methods and devices for power supply of electronic means is the continuous continuous consumption by each electronic (radioelectronic) device of power from the power source (naturally, when it is turned on), which causes an increased consumption of electricity by electronic means, and, in case of limited resource (energy intensity) of the primary an electric power source in the form of a battery or a battery, reduces the operating time of an included electronic device and requires more frequent maintenance to replace the primary source of electricity.

В наибольшей степени указанный недостаток имеет значение для портативных (автономных) электронных, в том числе радиоэлектронных средств, например радиомаяков, биотелеметрических устройств автономного использования, в том числе подводного и космического применения, и т.д.To the greatest extent, this drawback is of importance for portable (autonomous) electronic, including electronic, such as radio beacons, biotelemetric devices for autonomous use, including underwater and space applications, etc.

Задачей предложенной группы изобретений является уменьшение потребления электронным средством энергии от источника электропитания, повышение ресурса первичного источника электроэнергии, например аккумулятора или гальванической батареи, обеспечение более редкого обслуживания электронного средства для замены первичного источника электроэнергии.The objective of the proposed group of inventions is to reduce the consumption of electronic means of energy from a power source, increasing the resource of the primary source of electricity, such as a battery or galvanic battery, providing less frequent maintenance of electronic means to replace the primary source of electricity.

Поставленная задача решается с помощью двух вариантов способа и двух вариантов устройства.The problem is solved using two variants of the method and two variants of the device.

По первому варианту способ электропитания преимущественно портативного электронного средства, осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента усиление, преобразование или генерацию электрического сигнала переменного напряжения, основанный на подаче напряжения питания на клеммы питания электронного средства, отличается тем, что в качестве напряжения питания используют импульсное напряжение.According to the first embodiment, the method of power supply of a predominantly portable electronic means, using at least one three-electrode active element, amplifies, converts or generates an alternating voltage electrical signal based on the supply voltage to the power terminals of the electronic means, characterized in that the voltage used is impulse voltage.

Способ электропитания преимущественно портативного электронного средства по первому варианту отличается также тем, что используемому в качестве напряжения питания импульсному напряжению придают значение скважности импульсов, находящееся в пределах от 1,1 до 20.The method for powering a predominantly portable electronic device according to the first embodiment is also characterized in that the pulse voltage used in the quality of the supply voltage is assigned a duty cycle value ranging from 1.1 to 20.

Кроме того, способ электропитания преимущественно портативного электронного средства по первому варианту отличается тем, что используемому в качестве напряжения питания импульсному напряжению придают также следующие параметры: частота импульсов по крайней мере на порядок выше максимальной частоты спектра электрического сигнала переменного напряжения или по крайней мере на порядок ниже минимальной частоты спектра этого электрического сигнала, а длительность фронтов импульсов по крайней мере на порядок меньше величины, обратной максимальной частоте спектра электрического сигнала переменного напряжения.In addition, the power supply method of a predominantly portable electronic device according to the first embodiment is characterized in that the following parameters are also given to the pulse voltage used as the supply voltage: the pulse frequency is at least an order of magnitude higher than the maximum frequency of the spectrum of an alternating voltage electric signal, or at least an order of magnitude lower the minimum spectrum frequency of this electric signal, and the duration of the pulse fronts is at least an order of magnitude less than the reciprocal of the maximum the maximum frequency of the spectrum of an electrical signal of alternating voltage.

По второму варианту способ электропитания преимущественно портативного электронного средства, осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента, усиление преобразование или формирование электрического сигнала постоянного напряжения, основанный на подаче напряжения питания на клеммы питания электронного средства, отличается тем, что в качестве напряжения питания используют импульсное напряжение.According to the second embodiment, the method of powering a predominantly portable electronic means, using at least one three-electrode active element, amplifying the conversion or formation of an electric signal of constant voltage, based on the supply voltage to the power terminals of the electronic means, characterized in that as the supply voltage is used impulse voltage.

Способ электропитания преимущественно портативного электронного средства по второму варианту отличается также тем, что используемому в качестве напряжения питания импульсному напряжению придают значение скважности импульсов, находящееся в пределах от 1,1 до 20.The method for powering a predominantly portable electronic device according to the second embodiment is also characterized in that the pulse voltage used in the quality of the supply voltage is assigned a pulse duty ratio ranging from 1.1 to 20.

Кроме того, способ электропитания преимущественно портативного электронного средства по второму варианту отличается тем, что используемому в качестве напряжения питания импульсному напряжению придают также следующие параметры: частота импульсов больше или равна 10 Гц, а длительность фронтов импульсов составляет соответственно не более чем 100 мс.In addition, the power supply method of a predominantly portable electronic device according to the second embodiment is characterized in that the following parameters are also given to the pulse voltage used as the supply voltage: the pulse frequency is greater than or equal to 10 Hz, and the duration of the pulse fronts is accordingly no more than 100 ms.

По первому варианту источник электропитания преимущественно портативного электронного средства, осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента усиление, преобразование или генерацию электрического сигнала переменного напряжения, имеющий выходные клеммы и включающий преобразователь постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное, отличается тем, что выход преобразователя постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное соединен непосредственно с выходными клеммами источника электропитания.According to the first embodiment, the power source of a predominantly portable electronic means, using at least one three-electrode active element, amplifies, converts or generates an AC voltage electrical signal, having output terminals and including a DC or AC primary to pulse converter, characterized in that the converter output direct or alternating primary voltage in a pulse connected directly to the output with power supply terminals.

Источник электропитания преимущественно портативного электронного средства по первому варианту отличается также тем, что скважность импульсов, как один из выходных параметров преобразователя постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное, находится в пределах от 1,1 до 20.The power source of a predominantly portable electronic means according to the first embodiment is also characterized in that the duty cycle of the pulses, as one of the output parameters of the converter of direct or alternating primary voltage to pulsed, is in the range from 1.1 to 20.

Кроме того, источник электропитания преимущественно портативного электронного средства по первому варианту отличается тем, что преобразователь постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное имеет также следующие выходные параметры: частота импульсов по крайней мере на порядок выше максимальной частоты спектра электрического сигнала переменного напряжения или по крайней мере на порядок ниже минимальной частоты спектра этого электрического сигнала, а длительность фронтов импульсов по крайней мере на порядок меньше величины, обратной максимальной частоте спектра электрического сигнала переменного напряжения.In addition, the power source of a predominantly portable electronic means according to the first embodiment is characterized in that the direct or alternating primary to pulsed voltage converter also has the following output parameters: the pulse frequency is at least an order of magnitude higher than the maximum frequency of the spectrum of the alternating voltage electric signal, or at least an order of magnitude lower than the minimum spectrum frequency of this electrical signal, and the duration of the pulse fronts is at least an order of magnitude less elichiny inverse maximum frequency spectrum of the electric alternating voltage signal.

Наконец, источник электропитания преимущественно портативного электронного средства по первому варианту отличается тем, что он выполнен с возможностью управления скважностью импульсов электропитания.Finally, the power source of a predominantly portable electronic means according to the first embodiment is characterized in that it is configured to control the duty cycle of the power pulses.

По второму варианту источник электропитания преимущественно портативного электронного средства, осуществляющего с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента усиление, преобразование или формирование электрического сигнала постоянного напряжения, имеющий выходные клеммы и включающий преобразователь постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное, отличается тем, что выход указанного преобразователя соединен непосредственно с выходными клеммами источника электропитания.According to the second embodiment, the power source of a predominantly portable electronic means, using at least one three-electrode active element, amplifies, converts or generates an electric signal of constant voltage, having output terminals and including a converter of direct or alternating primary voltage to pulse, characterized in that the output of said the converter is connected directly to the output terminals of the power supply.

Источник электропитания преимущественно портативного электронного средства по второму варианту отличается также тем, что скважность импульсов, как один из выходных параметров преобразователя постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное, находится в пределах от 1,1 до 20.The power source of a predominantly portable electronic device according to the second embodiment is also characterized in that the duty cycle of the pulses, as one of the output parameters of the converter of direct or alternating primary voltage to pulsed, is in the range from 1.1 to 20.

Кроме того, источник электропитания преимущественно портативного электронного средства по второму варианту отличается тем, что преобразователь постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное имеет следующие выходные параметры: частота импульсов больше или равна 10 Гц, а длительность фронтов импульсов составляет соответственно не более чем 100 мс.In addition, the power supply of a predominantly portable electronic means according to the second embodiment is characterized in that the direct or alternating primary to pulsed voltage converter has the following output parameters: the pulse frequency is greater than or equal to 10 Hz, and the duration of the pulse edges is not more than 100 ms.

Наконец, источник электропитания преимущественно портативного электронного средства по второму варианту отличается тем, что он выполнен с возможностью управления скважностью импульсов электропитания.Finally, the power source of a predominantly portable electronic means according to the second embodiment is characterized in that it is configured to control the duty cycle of the power pulses.

В существующем уровне техники не выявлены технические решения с указанными выше совокупностями существенных признаков, что позволяет считать предложенные варианты технических решений новыми.In the current level of technology, technical solutions with the above sets of essential features have not been identified, which allows us to consider the proposed options for technical solutions new.

Отличительным признаком независимых пунктов предложенных вариантов способа электропитания электронных средств вышеуказанного назначения, а именно электронных средств, осуществляющих с использованием по крайней мере одного трехэлектродного активного элемента усиление, преобразование или формирование (генерацию) электрического сигнала постоянного и переменного напряжения, является использование в качестве напряжения питания импульсного напряжения.A distinctive feature of the independent clauses of the proposed method of power supply of electronic means of the above purpose, namely, electronic means, using at least one three-electrode active element, amplifies, converts or generates (generates) an electric signal of direct and alternating voltage, is the use of a switching voltage voltage.

Отличительным признаком независимых пунктов предложенных вариантов устройства электропитания является то, что выход имеющегося в прототипе преобразователя постоянного или переменного первичного напряжения в импульсное соединен непосредственно с выходными клеммами источника электропитания.A distinctive feature of the independent paragraphs of the proposed options for the power supply device is that the output of the DC / AC primary to pulsed converter in the prototype is connected directly to the output terminals of the power supply.

Эти основные отличительные признаки предложенных технических решений (вариантов способа и устройства) обеспечивают электропитание электронных средств импульсным (а не постоянным) напряжением, обеспечивают такой режим работы электронных средств, при котором потребление электроэнергии электронным средством от источника электропитания происходит лишь в течение части периода импульсного напряжения питания, а именно в течение импульса напряжения питания. Во время отсутствия импульса напряжения питания энергия от источника питания не потребляется. То есть, имеет место снижение энергопотребления от источника питания, экономия электроэнергии. При этом обеспечиваются увеличение срока непрерывной работы электронного средства от данного источника электропитания, имеющего ограниченный энергоресурс (батарея, аккумулятор), и увеличение периода технического обслуживания для замены источника первичного источника питания постоянного тока (батареи или аккумулятора). Снижение энергопотребления пропорционально скважности импульсного напряжения электропитания. При любом значении скважности, большем единицы, появляется практический выигрыш в экономии электрэнергии. С увеличением скважности выигрыш увеличивается. В частности, при скважности, равной 10 (десяти), выигрыш составляет около 10 раз. Максимальная величина скважности импульсов электропитания ограничивается требуемой точностью обработки электрического сигнала в электронном средстве. Кроме того, с ростом скважности импульсов увеличивается ширина спектра электрического сигнала электронного средства и, как следствие, уменьшается отношение сигнал/помеха, что требуется учитывать при разработке соответствующего электронного средства, питаемого переменным импульсным напряжением.These main distinguishing features of the proposed technical solutions (variants of the method and device) provide power to electronic means by pulsed (rather than constant) voltage, provide such a mode of operation of electronic means, in which the consumption of electricity by electronic means from the power source occurs only during part of the period of the pulse power supply , namely during the voltage supply pulse. During the absence of a voltage supply pulse, energy from the power source is not consumed. That is, there is a decrease in energy consumption from the power source, energy saving. This ensures an increase in the period of continuous operation of electronic means from a given power source having a limited energy resource (battery, accumulator), and an increase in the maintenance period for replacing the primary source of direct current power (battery or accumulator). Reducing power consumption is proportional to the duty cycle of the surge voltage. For any value of duty cycle greater than unity, there is a practical gain in saving electricity. With increasing duty cycle, the gain increases. In particular, with a duty cycle of 10 (ten), the gain is about 10 times. The maximum duty cycle of the power supply pulses is limited by the required accuracy of processing the electrical signal in the electronic medium. In addition, with an increase in the duty cycle of the pulses, the spectrum width of the electric signal of the electronic means increases and, as a result, the signal-to-noise ratio decreases, which must be taken into account when developing the corresponding electronic means powered by an alternating pulse voltage.

Импульсное напряжение питания при подаче его на клеммы источника электропитания, а значит на клеммы электропитания электронного средства, обеспечивает работу электронного средства при выполнении им необходимых преобразований рабочего электрического сигнала, что подтверждено практически (см. примеры реализации предложенных технических решений).The pulsed supply voltage when applying it to the terminals of the power source, and therefore to the power terminals of the electronic means, ensures the operation of the electronic means when it performs the necessary transformations of the working electrical signal, which is practically confirmed (see examples of the implementation of the proposed technical solutions).

Введение в предложенные варианты способа и устройства электропитания вышеуказанного дополнительного отличительного признака (зависимые пункты формулы), заключающегося в том, что значение скважности импульсов электропитания находится в пределах от 1,1 до 20, обеспечивает оптимальное, в том числе максимальное значение выигрыша в экономии электроэнергии. При скважности, меньшей 1,1, практический выигрыш находится на достаточно низком уровне и с уменьшением значения скважности стремится к нулю. При скважности, большей 20, точность обработки электрического сигнала в электронном средстве становится меньше 5-10%.The introduction of the above additional distinctive feature (dependent claims) into the proposed variants of the power supply method and device, which consists in the fact that the duty cycle value of the power supply pulses is in the range from 1.1 to 20, provides the optimal, including the maximum gain in energy savings. With a duty cycle less than 1.1, the practical gain is at a sufficiently low level and tends to zero with a decrease in duty cycle. When the duty cycle is greater than 20, the accuracy of processing an electrical signal in an electronic tool becomes less than 5-10%.

Введение в предложенные варианты способа и устройства электропитания еще и других вышеуказанных дополнительных отличительных признаков, заключающихся в установлении вышеупомянутых соотношений между значениями частоты и длительности фронта импульсного напряжения питания и значениями частот спектра рабочего электрического сигнала электронного средства, обеспечивает отсутствие влияния импульсного напряжения питания на параметры электрического сигнала, который обрабатывается (формируется) электронным средством. Возникающее при этом разнесение (разделение по частоте) спектра импульсного питающего напряжения и спектра рабочего электрического сигнала обеспечивает, при необходимости, возможность последующей фильтрации ненужного спектра питающего напряжения. Например, при получении радиоприемником сигнала от портативного радиоэлектронного устройства, питаемого по предложенному способу, могут быть отфильтрованы от полезного сигнала частоты известного заранее спектра импульсного напряжения питания.The introduction into the proposed variants of the method and device of the power supply of the other above-mentioned additional distinctive features, consisting in the establishment of the aforementioned relations between the values of the frequency and duration of the front of the pulse supply voltage and the frequencies of the spectrum of the working electrical signal of the electronic means, ensures that the pulse voltage does not affect the parameters of the electrical signal , which is processed (formed) by electronic means. The resulting diversity (frequency separation) of the spectrum of the pulse supply voltage and the spectrum of the working electrical signal provides, if necessary, the possibility of subsequent filtering of the unnecessary spectrum of the supply voltage. For example, when a radio receiver receives a signal from a portable electronic device powered by the proposed method, frequencies of a known spectrum of a pulsed supply voltage can be filtered from a useful signal.

Использование указанного в предыдущем абзаце дополнительного отличительного признака, сущность которого заключается в разнесении спектра частот импульсного питания и спектра частот рабочего электрического сигнала электронного средства, не обязательно в тех случаях, когда к форме рабочего электрического сигнала электронного средства не предъявляется никаких требований и достаточно лишь наличия этого рабочего электрического сигнала. К таким случаям относится использование импульсного электропитания, например в радиомаяках, а также в биотелеметрических системах тревожной сигнализации об изменениях физиологических параметров пациента.The use of the additional distinguishing feature indicated in the previous paragraph, the essence of which is the separation of the frequency spectrum of the switching power supply and the frequency spectrum of the working electrical signal of an electronic device, is not necessary in cases where no requirements are imposed on the form of the working electrical signal of an electronic device and only this is sufficient working electrical signal. Such cases include the use of pulsed power, for example in beacons, as well as in biotelemetric alarm systems for changes in the physiological parameters of the patient.

Выполнение источника электропитания с возможностью управления скважностью его импульсов, вследствие наличия квантования (дискретности) электрического сигнала электронного средства с импульсным электропитанием, позволяет использовать такое электронное средство в системах, имеющих дело с импульсными потоками рабочих сигналов (цифровых комплексах), например, в цифровых вычислительных устройствах. При этом управление скважностью импульсов в соответствии с алгоритмом результатами работы цифрового комплекса или потреблением им электроэнергии от источника электропитания обеспечивает автоматический оптимальный выбор параметров импульсного электропитания с точки зрения максимизации или поддержания на постоянном уровне экономии энергии электропитания и/или ресурса электропитания.The implementation of the power source with the ability to control the duty cycle of its pulses, due to the quantization (discreteness) of the electrical signal of the electronic means with pulsed power, allows the use of such electronic means in systems dealing with pulsed flows of working signals (digital systems), for example, in digital computing devices . At the same time, the control of the duty cycle of the pulses in accordance with the algorithm of the results of the digital complex or its consumption of electricity from the power source provides automatic optimal selection of the parameters of the pulse power from the point of view of maximizing or maintaining at a constant level of energy savings and / or power supply.

Технические решения, содержащие вышеуказанные совокупности отличительных признаков, а также совокупности ограничительных и отличительных признаков, не выявлены в известном уровне техники, что при достижении вышеописанного технического результата позволяет считать предложенные технические решения имеющими изобретательский уровень.Technical solutions containing the above combination of distinctive features, as well as a combination of restrictive and distinctive features, are not identified in the prior art, which, when the above technical result is achieved, allows us to consider the proposed technical solutions as inventive.

Группа изобретений поясняется чертежами:The group of inventions is illustrated by drawings:

фиг.1 - блок-схема источника электропитания, соединенного с электронным средством;figure 1 is a block diagram of a power source connected to electronic means;

фиг.2 - форма импульсного напряжения питания;figure 2 - form of a pulsed supply voltage;

фиг.3 - схема управляемого импульсного электропитания.figure 3 is a diagram of a controlled switching power supply.

Источник электропитания 1 включает первичный источник питания 2, выполненный, например, в виде батареи или аккумулятора 3 и генератор 4 импульсов электропитания. Выход источника первичного питания 2 соединен со входом генератора 4 импульсов электропитания, выход которого является выходом источника электропитания 1. На выходе источника 1 электропитания имеются выходные клеммы 5, 6. На клемме 5 действует положительное значение импульсного напряжения питания (+Е_п), клемма 6 соединена с корпусом 7 устройства ("землей") или на ней действует отрицательное значение импульсного напряжения питания (-Е_п). Источник электропитания 1 может иметь управляющий вход 8 (клемма 9), на который при необходимости подается управляющее напряжение (U_упр) для изменения параметров импульсного напряжения электропитания, действующего на выходных клеммах 5, 6 источника 1 электропитания. Управляющий вход 8 источника 1 электропитания является также управляющим входом генератора 4 импульсов электропитания.The power source 1 includes a primary power source 2, made, for example, in the form of a battery or accumulator 3 and a pulse generator 4. The output of the primary power supply 2 is connected to the input of the power supply pulse generator 4, the output of which is the output of the power supply 1. At the output of the power supply 1 there are output terminals 5, 6. A positive value of the pulsed supply voltage (+ E _p ) acts on terminal 5, terminal 6 connected to the housing 7 of the device ("ground") or a negative value of the pulsed supply voltage (-E _p ) acts on it. The power source 1 may have a control input 8 (terminal 9), to which, if necessary, a control voltage (U _control ) is applied to change the parameters of the pulse voltage of the power supply acting on the output terminals 5, 6 of the power supply 1. The control input 8 of the power supply 1 is also the control input of the generator 4 of the power pulses.

Первичный источник питания 2 служит для подачи постоянного напряжения питания на генератор 4 импульсов электропитания.The primary power source 2 is used to supply a constant voltage to the generator 4 pulses of power.

Электронное средство 10, запитываемое от источника 1 электропитания, имеет выход 11 рабочего электрического сигнала (U_вых). При необходимости электронное средство 9 имеет вход 12 рабочего электрического сигнала (U_вх), например, если средство 10 является не генератором, а усилителем сигналов. Электронное средство 10 имеет клеммы 13, 14 для подачи на них напряжения электропитания. Клемма питания 13 электронного средства 10 соединена с клеммой 5 источника электропитания 1, а клемма 14 - соответственно с клеммой 6.Electronic tool 10, powered from a power supply 1, has an output 11 of a working electrical signal (U _o ). If necessary, the electronic means 9 has an input 12 of the working electrical signal (U _I ), for example, if the means 10 is not a generator, but a signal amplifier. The electronic means 10 has terminals 13, 14 for supplying voltage to them. The power terminal 13 of the electronic means 10 is connected to the terminal 5 of the power supply 1, and the terminal 14, respectively, with the terminal 6.

Форма однополярного импульсного напряжения электропитания 15 показана на фиг.2, где по оси абсцисс 16 отложено время t, а по оси ординат 17 - ЭДС Е. Напряжение электропитания имеет вид импульсов с амплитудой Е_п.Каждый из импульсов имеет длительность τ_имп с передним и задним фронтами τ_фр. Импульсы следуют друг за другом с периодом Т. Частота f следования импульсов электропитания обратно пропорциональна периоду Т.Form unipolar pulsed voltage power supply 15 shown in Figure 2, where the abscissa axis 16 represents time t, and the ordinate axis 17 _-. Electromotive force E. Power supply voltage has the form of pulses with an amplitude E _n, each of the pulses has a duration τ _imp with front and trailing edges τ _fr . The pulses follow each other with a period T. The frequency f of the repetition of power pulses is inversely proportional to the period T.

Приведенная на фиг.3 схема управляемого импульсного электропитания содержит источник электропитания 1 и электронное средство 10, соединенные друг с другом так же, как описано выше и показано на фиг.1. Кроме того, указанная схема содержит принципиальную схему источника электропитания 1, а внутри блока 10 электронного средства в виде усилителя или генератора напряжения показана часть эмиттерного каскада, выполненная в виде транзистора 18. Этот эмиттерный каскад выполняет в электронном средстве роль, в частности, усилителя рабочего электрического сигнала электронного средства. Между эмиттером транзистора 18 и корпусом 7 включены параллельно соединенные резистор 19 и конденсатор 20. Точка соединения эмиттера транзистора 18 с резистором 19 и конденсатором 20 соединена с выходом 21 электронного средства, соединенным, в свою очередь, со входом 22 аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 23. Выход 24 АЦП 22 соединен со входом 25 электронного цифрового потенциометра (ЭП) 26, выход которого 27 соединен с клеммой 9 и соответственно со входом 8 источника 1 электропитания.The control pulsed power supply circuit shown in FIG. 3 comprises a power supply 1 and electronic means 10 connected to each other in the same manner as described above and shown in FIG. 1. In addition, this circuit contains a circuit diagram of a power source 1, and inside the block of electronic means 10 in the form of an amplifier or voltage generator, a part of the emitter stage is shown, made in the form of a transistor 18. This emitter stage plays the role in the electronic means, in particular, of a working electric amplifier signal of electronic means. A resistor 19 and a capacitor 20 are connected in parallel between the emitter of the transistor 18 and the housing 7. The connection point of the emitter of the transistor 18 with the resistor 19 and the capacitor 20 is connected to the output 21 of the electronic means, connected, in turn, to the input 22 of an analog-to-digital converter (ADC) 23. The output 24 of the ADC 22 is connected to the input 25 of an electronic digital potentiometer (EP) 26, the output of which 27 is connected to terminal 9 and, respectively, to input 8 of power supply source 1.

Источник электропитания 1 в схеме управляемого импульсного электропитания (фиг.3) в качестве первичного источника питания 2 содержит батарею 3, подающую постоянное напряжение питания на генератор импульсов электропитания 4. Принципиальная схема генератора 4 импульсов электропитания (фиг.3) представляет собой генератор стабильных импульсов напряжения, состоящий из типового автогенератора, выполненного на однопереходном транзисторе (двухбазовом диоде) 28 и транзисторе 29 в диодном включении, и компенсационного стабилизатора напряжения с микромощным потреблением (транзисторы 30-33) и опорным элементом на транзисторе 34 в диодном включении. Эмиттер 35 транзистора 29 типового автогенератора соединен с отрицательной шиной 36 источника 1 электропитания, соединенные друг с другом коллектор 36а и база 37 транзистора 29 через резистор 38 соединены с положительной шиной 39 источника 1 электропитания и через конденсатор 40 - с базой 41 транзистора 28, которая через резистор 42 соединена с положительной шиной 39. Коллектор 43 транзистора 28 через резистор 44 соединен с положительной шиной 39, а эмиттер 45 через резистор 46 соединен с отрицательной шиной 36 источника электропитания. Отрицательная шина 36 источника 1 электропитания соединена с выходной клеммой 6 источника 1. Эмиттер 45 транзистора 28 через последовательно соединенные конденсатор 46б и резисторы 47, 48 соединен также с положительной шиной 39 источника электропитания. При этом резистор 46 и конденсатор 46б являются времязадающей цепью типового автогенератора, определяющей скважность импульсов электропитания на выходе источника 1 электропитания. Точка соединения между собой резисторов 47, 48 является выходом 49 типового автогенератора, который соединен с базой 50 транзистора 30 компенсационного стабилизатора напряжения. Эмиттер 51 транзистора 30 соединен с положительной шиной 39 источника 1 электропитания и с коллектором проходного транзистора 33. Коллектор 53 транзистора 30 соединен с коллектором 54 и базой 55 транзистора 31, а также через резистор 56 соединен с эмиттером 57 транзистора 32. Эмиттер 58 транзистора 31 соединен с базой 59 транзистора 32, которая через резистор 60 соединена с отрицательной шиной 36 источника 1. Коллектор 61 транзистора 32 соединен с базой 62 проходного транзистора 33 и с эмиттером 63 транзистора 34. Коллектор 64 и база 65 транзистора 34 соединены с отрицательной шиной 36 источника 1 электропитания. Между эмиттером 66 транзистора 33 и базой 65 транзистора 34 включен резистор 67, а эмиттер 66 проходного транзистора 33 соединен также с выходной клеммой 5 источника 1 электропитания. Транзистор 31 в диодном включении и транзистор 32 - это буферный каскад компенсационного стабилизатора напряжения. Транзистор 33 - проходной транзистор этого стабилизатора, регулируемый сигналом, поступающим с коллектора 61 транзистора 32. Коэффициент стабилизации описанного компенсационного стабилизатора напряжения составляет порядка 1000. Резистор 67 - высокоомный нагрузочный резистор (1-2 МОм) источника 1 электропитания.The power supply 1 in a controlled pulsed power supply circuit (FIG. 3) as the primary power supply 2 contains a battery 3 supplying a constant voltage to the power supply pulse generator 4. The circuit diagram of the power supply pulse generator 4 (FIG. 3) is a stable voltage pulse generator consisting of a typical oscillator made on a single-junction transistor (two-base diode) 28 and a transistor 29 in a diode inclusion, and a compensation voltage stabilizer with mi consumption consumption (transistors 30-33) and a reference element on the transistor 34 in the diode inclusion. The emitter 35 of the transistor 29 of a typical oscillator is connected to the negative bus 36 of the power supply 1, the collector 36a and the base 37 of the transistor 29 connected to each other through a resistor 38 are connected to the positive bus 39 of the power supply 1 and through the capacitor 40 to the base 41 of the transistor 28, which the resistor 42 is connected to the positive bus 39. The collector 43 of the transistor 28 is connected through the resistor 44 to the positive bus 39, and the emitter 45 through the resistor 46 is connected to the negative bus 36 of the power source. The negative bus 36 of the power supply 1 is connected to the output terminal 6 of the source 1. The emitter 45 of the transistor 28 is connected through a series-connected capacitor 46b and resistors 47, 48 to the positive bus 39 of the power supply. In this case, the resistor 46 and the capacitor 46b are a timing circuit of a typical oscillator that determines the duty cycle of the power pulses at the output of the power supply 1. The connection point between the resistors 47, 48 is the output 49 of a typical oscillator, which is connected to the base 50 of the transistor 30 of the compensation voltage regulator. The emitter 51 of the transistor 30 is connected to the positive bus 39 of the power supply 1 and to the collector of the pass-through transistor 33. The collector 53 of the transistor 30 is connected to the collector 54 and the base 55 of the transistor 31, and also through a resistor 56 is connected to the emitter 57 of the transistor 32. The emitter 58 of the transistor 31 is connected with the base 59 of the transistor 32, which is connected through the resistor 60 to the negative bus 36 of the source 1. The collector 61 of the transistor 32 is connected to the base 62 of the pass-through transistor 33 and to the emitter 63 of the transistor 34. The collector 64 and the base 65 of the transistor 34 are connected to the negative tion Source 1 bus 36 power. A resistor 67 is connected between the emitter 66 of the transistor 33 and the base 65 of the transistor 34, and the emitter 66 of the pass-through transistor 33 is also connected to the output terminal 5 of the power supply 1. The transistor 31 in the diode inclusion and the transistor 32 is a buffer stage of the compensation voltage regulator. Transistor 33 is a pass-through transistor of this stabilizer, controlled by a signal from collector 61 of transistor 32. The stabilization coefficient of the described compensating voltage stabilizer is about 1000. Resistor 67 is a high-resistance load resistor (1-2 MOhm) of power supply 1.

Точка соединения между собой эмиттера 45 транзистора 28, резистора 46 и конденсатора 46б является управляющим входом 8 источника 1 электропитания.The connection point between the emitter 45 of the transistor 28, the resistor 46 and the capacitor 46b is the control input 8 of the power supply 1.

Транзистор 28 типа КТ117, транзисторы 30 и 32 - типа ГТ109. В качестве остальных транзисторов (29, 31, 33 и 34) использована матрица 217 или 198 серии. В качестве ЭП 26 использован восьмиразрядный электронный цифровой потенциометр типа AD8400, а в качестве АЦП 23 - AD7476.Transistor 28 type KT117, transistors 30 and 32 - type GT109. As the rest of the transistors (29, 31, 33 and 34), a matrix of 217 or 198 series is used. An eight-bit electronic digital potentiometer of the AD8400 type was used as an ES 26, and an AD7476 as an ADC 23.

Следует обратить внимание на то, что на выходе источника 1 электропитания отсутствует включенный параллельно выходу источника конденсатор, как это обязательно при обычном электропитании постоянным напряжением [см., например, описания к изобретениям: по патенту РФ №2150170 - конденсатор 4 и по патенту РФ №2105346 - ионистор 9].It should be noted that at the output of the power supply source 1 there is no capacitor connected in parallel with the output of the source, as is necessary with conventional DC power supply [see, for example, descriptions of inventions: according to RF patent No. 2150170 - capacitor 4 and according to RF patent No. 2105346 - the ionistor 9].

Примером другой принципиальной схемы автогенератора на однопереходном транзисторе 28 является известная типовая схема [Двухбазовые диоды в автоматике, Библиотека по автоматике, вып.465, М.: Энергия, 1972, стр.31, рис.19а)].An example of another circuit diagram of a single-junction transistor 28 is a well-known standard circuit [Double-Base Diodes in Automation, Automation Library, vol. 465, M .: Energia, 1972, p. 31, Fig. 19a)].

Роль управляющего входа 8 источника электропитания 1 может выполнять, в частности, ручка переменного резистора, включенного в соответствующую цепь генератора 4 импульсов электропитания, задающую частоту этого генератора импульсов и соответственно частоту импульсов электропитания. В варианте исполнения источника электропитания, представленном на фиг.3, роль такого переменного резистора может выполнять резистор 46.The role of the control input 8 of the power supply 1 can be performed, in particular, by the handle of a variable resistor included in the corresponding circuit of the power supply pulse generator 4, defining the frequency of this pulse generator and, accordingly, the frequency of the power supply pulses. In the embodiment of the power supply shown in figure 3, the role of such a variable resistor can play a resistor 46.

Первичный источник питания 2 может быть выполнен как в виде батареи или аккумулятора 3, так и в виде выпрямителя, на вход которого подается переменное напряжение от сети питания (на чертежах не показано).The primary power source 2 can be made both in the form of a battery or accumulator 3, and in the form of a rectifier, the input of which is supplied with alternating voltage from the power supply network (not shown in the drawings).

В другом, не показанном на чертежах, исполнении схемы управляемого импульсного электропитания вместо электронного цифрового потенциометра 26 может быть использован цифроаналоговый преобразователь (ЦАП).In another, not shown in the drawings, execution of a controlled switching power supply circuit, instead of an electronic digital potentiometer 26, a digital-to-analog converter (DAC) can be used.

При необходимости импульсное напряжение электропитания 15 (фиг.2) может быть двухполярным, тогда оно имеет вид следующих друг за другом импульсов, симметричных относительно оси абсцисс 16, то есть имеющих одновременно положительное и отрицательное значения напряжения питания (форма такого импульсного напряжения питания на чертежах не показана).If necessary, the pulse voltage of the power supply 15 (Fig. 2) can be bipolar, then it has the form of successive pulses symmetrical with respect to the abscissa axis 16, that is, having both positive and negative values of the supply voltage (the form of such a pulse supply voltage in the drawings is not shown).

Электронным средством 10 в первом примере реализации изобретения по фиг.1 является усилитель рабочего электрического сигнала частотой 100 кГц. Источник 1 электропитания в одном из режимов настроен на формировние импульсного напряжения питания со следующими параметрами: период Т импульсов 4 мс, длительность τ_имп 0,5 мс, длительность фронтов импульсов τ_фр меньше 1 мкс, скважность импульсов равна 8, частота f следования импульсов 250 Гц. Величина напряжения питания (амплитуда импульсов питания) Е_пит равна 6,5 В при напряжении батареи 9 В. Частота импульсов электропитания f (250 Гц), что в 400 раз (более чем на порядок) меньше частоты рабочего сигнала (100 кГц). Длительность фронта импульса (1 мкс) в 10 раз, то есть на порядок меньше величины, обратной частоте рабочего сигнала (1/100000 Гц = 10 мкс).Electronic means 10 in the first embodiment of FIG. 1 is an amplifier for a working electrical signal with a frequency of 100 kHz. The power supply source 1 in one of the modes is configured to generate a pulsed supply voltage with the following parameters: period of pulses T 4 ms, duration τ _imp 0.5 ms, duration of pulse fronts τ _fr less than 1 μs, pulse duty cycle equal to 8, pulse repetition frequency f 250 Hz The value of the supply voltage (the amplitude of the supply pulses) E _pit is 6.5 V at a battery voltage of 9 V. The frequency of the power supply pulses is f (250 Hz), which is 400 times (more than an order of magnitude) less than the frequency of the working signal (100 kHz). The duration of the pulse front (1 μs) is 10 times, that is, an order of magnitude less than the reciprocal of the frequency of the working signal (1/100000 Hz = 10 μs).

Такое устройство с источником электропитания, показанное на фиг.1, работает, а способ электропитания электронного средства 10 осуществляется следующим образом.Such a device with a power source, shown in figure 1, works, and the method of power supply of the electronic means 10 is as follows.

Питаемый от источника 2 первичного электропитания генератор 4 импульсов электропитания подает импульсное напряжение питания (фиг.2) с установленной скважностью импульсов на клеммы 13 электропитания электронного средства-усилителя сигналов 10, который обеспечивает усиление поступающего на вход 12 усилителя 10 рабочего сигнала и предачу его на выход 11 электронного средства. При этом выигрыш по потребляемой мощности по сравнению с питанием усилителя 10 постоянным напряжением пропорционален величине скважности импульсов электропитания (многократный выигрыш).Powered by the source 2 of the primary power supply, the generator 4 pulses of power supplies a pulsed supply voltage (figure 2) with the set duty cycle of the pulses to the terminals 13 of the power supply of the electronic means of the signal amplifier 10, which provides amplification of the working signal supplied to the input 12 of the amplifier 10 and its output 11 electronic tools. In this case, the gain in power consumption in comparison with the supply of the amplifier 10 with a constant voltage is proportional to the duty cycle of the power supply pulses (multiple gain).

Во втором примере реализации изобретения в качестве электронного средства 10 использован блок датчиков устройства дистанционного контроля эффективности бега по а.с. СССР №1257678. Диапазон частот рабочего сигнала составляет от нуля до 100 Гц. Параметры импульсного электропитания аналогичны вышеуказанным для первого примера реализации изобретения, за исключением частоты импульсов, которая установлена равной 1100 Гц, что более чем на порядок больше максимальной частоты рабочего сигнала (100 Гц). В данном примере ток потребления батареи 3 без подключенной нагрузки (электронного средства 10) составляет 1,1 мА с включенной нагрузкой (электронное средство 10 блока датчиков устройства для определения эффективности бега по а.с. 1257678) - 1,6 мА. Потребление указанного электронного средства 10, выполненного по а.с. 1257678, при питании постоянным напряжением составляет 10 мА. Следовательно, за счет замены постоянного напряжения питания импульсным напряжением появляется более чем шестикратный выигрыш по току потребления.In the second example implementation of the invention, as the electronic means 10, the sensor block of the device for remote monitoring of running efficiency by A. with. USSR No. 1257678. The frequency range of the working signal is from zero to 100 Hz. The parameters of the pulsed power supply are similar to those described above for the first example of the invention, with the exception of the pulse frequency, which is set to 1100 Hz, which is more than an order of magnitude greater than the maximum frequency of the working signal (100 Hz). In this example, the current consumption of the battery 3 without the connected load (electronic means 10) is 1.1 mA with the load on (electronic means 10 of the sensor unit of the device for determining the running efficiency according to AS 1257678) is 1.6 mA. The consumption of the indicated electronic means 10, made by A. with. 1257678, when powered by a constant voltage is 10 mA. Consequently, by replacing the DC supply voltage with a pulse voltage, a gain of more than six times the current consumption gain appears.

В третьем примере реализации предложенного устройства в качестве электронного средства 10 выступает аналоговый усилитель рабочего электрического сигнала, имеющего вид постоянной составляющей, меняющейся с частотой менее одного Герца. При этом частота импульсов электропитания утановлена равной в одном случае 6 Гц, в другом случае 15 Гц при скважности импульсов в диапазоне от 1,1 до 20 и длительности фронтов импульсов 80 мс. В этом случае при скважности импульсов электропитания, равной 5, получен по сравнению с постоянным электропитанием выигрыш в потребляемой мощности в 3,5 раза, а при скважности импульсов, равной 15, - в 9 раз при обоих указанных частотах импульсов электропитания.In the third example of the implementation of the proposed device, the electronic amplifier 10 is an analog amplifier of a working electrical signal having the form of a constant component, changing with a frequency of less than one Hertz. In this case, the frequency of the power supply pulses is set equal in one case to 6 Hz, in the other case to 15 Hz with a duty cycle of pulses in the range from 1.1 to 20 and a pulse edge duration of 80 ms. In this case, with a duty cycle of power supply pulses equal to 5, a gain in power consumption of 3.5 times was obtained compared to a constant power supply, and with a duty cycle of 15 pulses, a gain of 9 times for both of these frequencies of power supply pulses.

Появляющаяся в спектре рабочего электрического сигнала на выходе 11 электронного средства 10 спектральная составляющая импульсного электропитания, соответствующая параметрам импульсов электропитания (в частности, частоте импульсов 1100 Гц или 6 Гц), при необходимости может быть отфильтрована с помощью установленного на выходе 11 фильтра (на чертежах не показано). Обычно, например, в устройствах контроля биомедицинских параметров человека, как правило, имеются фильтры, выделяющие спектр рабочего электрического сигнала электронного средства (фильтр 5 на фиг.1 к описанию по а.с. СССР №1257678). При использовании импульсного электропитания для электронного средства 10 такого вида, в котором для потребителя рабочего сигнала электронного средства не имеют значения параметры спектра этого сигнала, а важно только наличие этого сигнала (например, радиомаяк, сигнализатор охранной сигнализации и др.), не требуется отфильтровывания составляющей сигнала, вносимой в него импульсным электропитанием. Для таких электронных средств может иметь место полное или частичное совпадение спектров рабочего электрического сигнала и импульсного электропитания.The spectral component of the pulsed power supply that appears in the spectrum of the working electrical signal at the output of the electronic means 10, corresponding to the parameters of the power supply pulses (in particular, the pulse frequency is 1100 Hz or 6 Hz), if necessary, can be filtered using a filter installed at the output 11 (in the drawings shown). Usually, for example, in devices for monitoring the biomedical parameters of a person, as a rule, there are filters that highlight the spectrum of the working electrical signal of an electronic device (filter 5 in Fig. 1 to the description by the USSR AS No. 1257678). When using a pulsed power supply for electronic means 10 of a type in which the spectrum parameters of this signal do not matter for the consumer of the working electronic means, and only the presence of this signal is important (for example, a beacon, burglar alarm, etc.), filtering of the component is not required signal introduced into it by a pulsed power supply. For such electronic means, full or partial coincidence of the spectra of the working electric signal and the pulse power supply can take place.

Источник электропитания по фиг.3 в статическом режиме, то есть при заранее установленном значении скважности импульсов, работает аналогично указанному выше для электронного средства по фиг.1. Отличием является возможность изменения скважности импульсов электропитания в зависимости, в частности, от величины тока, потребляемого электронным средством 10. При увеличении этого тока увеличивается напряжение на резисторе 19 эмиттерного каскада, выполненного на транзисторе 18. Соответственно увеличивается напряжение на входе 22 АЦП 23, в результате чего изменяется в соответствующую сторону значение цифрового кода на выходе 24 АЦП 23 и на входе 25 электронного цифровой потенциометра 26. Соответственно растет величина выходного сопротивления электронного цифрового потенциометра 26, включенного параллельно резистору 46 во времязадающей цепи типового автогенератора, выполненного на транзисторе 28 типового автогенератора источника электропитания. При этом увеличивается постоянная времени времязадающей цепи типового автогенератора и соответственно увеличивается величина скважности импульсов электропитания, действующего на клеммах 13, 14 электронного средства 10. Таким образом, при увеличении амплитуды рабочего электрического сигнала электронного средства 10 увеличивается скважность импульсов электропитания, то есть поддерживается на постоянном уровне энергопотребление от источника электропитания.The power supply of FIG. 3 in static mode, that is, with a predetermined pulse duty cycle, works similarly to the above for the electronic means of FIG. The difference is the possibility of changing the duty cycle of the power pulses depending, in particular, on the current consumed by the electronic device 10. When this current is increased, the voltage across the emitter stage resistor 19 made on the transistor 18 increases. Accordingly, the voltage at the input 22 of the ADC 23 increases, as a result which changes in the corresponding direction the value of the digital code at the output 24 of the ADC 23 and at the input 25 of the electronic digital potentiometer 26. Accordingly, the output resistance increases an electronic digital potentiometer 26, connected in parallel with a resistor 46 during a timing circuit of a typical oscillator made on a transistor 28 of a typical oscillator of a power source. This increases the time constant of the timing circuit of a typical oscillator and, accordingly, increases the duty cycle of the power pulses acting on terminals 13, 14 of the electronic means 10. Thus, with an increase in the amplitude of the working electrical signal of the electronic means 10, the duty cycle of the power pulses increases, that is, is maintained at a constant level power consumption from the power source.

При уменьшении тока, потребляемого электронным средством 10, происходит уменьшение напряжения на резисторе 19 и, далее, уменьшается напряжение на входе 22 АЦП 23, изменяется в соответствующую сторону значение цифрового кода на выходе 24 АЦП 23 и на входе 25 электронного цифрового потенциометра 26, уменьшаются величина выходного сопротивления электронного цифрового потенциометра 26, включенного параллельно резистору 46 типового автогенератора и постоянная времени времязадающей цепи типового автогенератора. В результате происходит уменьшение величины скважности импульсов электропитания электронного средства 10. То есть при уменьшении амплитуды рабочего электрического сигнала электронного средства 10 соответственно уменьшается скважность импульсов электропитания и также поддерживается на постоянном уровне энергопотребление от источника электропитания.When the current consumed by the electronic means 10 decreases, the voltage across the resistor 19 decreases and then the voltage at the input of the ADC 23 decreases, the value of the digital code at the output 24 of the ADC 23 and at the input 25 of the electronic digital potentiometer 26 changes, the value decreases the output resistance of an electronic digital potentiometer 26, connected in parallel with a resistor 46 of a typical oscillator and a time constant of a timing circuit of a typical oscillator. As a result, the duty cycle of the power pulses of the electronic means 10 decreases. That is, when the amplitude of the working electrical signal of the electronic means 10 decreases, the duty cycle of the power pulses decreases accordingly and the power consumption from the power source is also kept constant.

Claims

1. The method of power supply mainly portable electronic means, using at least one three-electrode active element amplification, conversion or generation of an electrical signal of alternating voltage, based on the supply to the power terminals of the electronic means of pulse voltage, characterized in that the pulse voltage supply pulse duty cycle value, ranging from 1.1 to 20.

2. The method of power supply of a predominantly portable electronic device according to claim 1, characterized in that the following parameters are given to the pulse supply voltage: the pulse frequency is greater than or equal to 10 Hz, and the duration of the pulse edges is, respectively, no more than 100 ms.

3. A method of powering a predominantly portable electronic means, using at least one three-electrode active element, amplification, conversion or generation of an electrical signal of alternating voltage, based on the supply to the power terminals of the electronic means of the pulse voltage, characterized in that the pulse voltage supply the following parameters: the pulse frequency is at least an order of magnitude higher than the maximum frequency of the spectrum of the electrical signal -frequency voltage, or at least an order of magnitude lower than the minimum frequency of the spectrum of the electrical signal, and the duration of the pulse edges, at least an order of magnitude less than the reciprocal of the maximum frequency of the spectrum of the electric alternating voltage signal.

4. The method of power supply of a predominantly portable electronic device according to claim 3, characterized in that the following parameters are given to the pulse supply voltage: the pulse frequency is greater than or equal to 10 Hz, and the duration of the pulse fronts is, respectively, no more than 100 ms.

5. The power source of a predominantly portable electronic means, using at least one three-electrode active element, amplifies, converts or generates an electrical signal of alternating voltage, including a converter of direct or alternating primary voltage to pulsed, the output of which is connected directly to the output terminals of the power source characterized in that the duty cycle of the pulses as one of the output parameters of the Converter post The primary or alternating primary voltage in the pulse is in the range from 1.1 to 20.

6. The power source is mainly a portable electronic means according to claim 5, characterized in that it is configured to control the duty cycle of the power pulses.

7. The power source of a predominantly portable electronic device according to claim 5 or 6, characterized in that the direct or alternating primary voltage to pulse converter has the following output parameters: the pulse frequency is greater than or equal to 10 Hz, and the duration of the pulse fronts is, respectively, no more than 100 ms.

8. The power source of a predominantly portable electronic means, using at least one three-electrode active element, amplifies, converts or generates an alternating voltage electrical signal, including a direct or alternating primary voltage to pulse converter, the output of which is connected directly to the output terminals of the power source characterized in that the converter of direct or alternating primary voltage to impu The general one has the following output parameters: the pulse frequency is at least an order of magnitude higher than the maximum frequency of the spectrum of an electrical signal of alternating voltage or at least an order of magnitude lower than the minimum frequency of the spectrum of this electrical signal, and the duration of the pulse fronts is at least an order of magnitude less than the reciprocal of the maximum frequency of the spectrum of an electrical signal of alternating voltage.

9. The power source of a predominantly portable electronic device according to claim 8, characterized in that it is configured to control the duty cycle of the power supply pulses.

10. The power source of a predominantly portable electronic device according to claim 8 or 9, characterized in that the direct or alternating primary to alternating voltage converter has the following output parameters: the pulse frequency is greater than or equal to 10 Hz, and the duration of the pulse edges is, respectively, no more than 100 ms.