RU2769907C1 - Источник вторичного электропитания - Google Patents

Источник вторичного электропитания Download PDF

Info

Publication number
RU2769907C1
RU2769907C1 RU2021126834A RU2021126834A RU2769907C1 RU 2769907 C1 RU2769907 C1 RU 2769907C1 RU 2021126834 A RU2021126834 A RU 2021126834A RU 2021126834 A RU2021126834 A RU 2021126834A RU 2769907 C1 RU2769907 C1 RU 2769907C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
logic
power supply
terminal
Prior art date
Application number
RU2021126834A
Other languages
English (en)
Inventor
Василий Александрович ЕЖОВ
Алексей Александрович Калямин
Марат Артурович Нафиков
Денис Юрьевич Прохоров
Александр Юрьевич Тымчук
Александр Илариевич Сапожников
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП")
Priority to RU2021126834A priority Critical patent/RU2769907C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2769907C1 publication Critical patent/RU2769907C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Задача - повышение надежности источника вторичного электропитания. Устройство содержит повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения с усилителем обратной связи и опорным элементом, а также блок управления, состоящий из задающего генератора, логического элемента И, логического инвертора и буферного усилителя. Для решения поставленной задачи в устройство введен второй логический элемент И, второй логический инвертор, источник порогового напряжения и элемент сравнения, что позволило добиться ограничения выходного напряжения источника вторичного электропитания и тем повысить надежность функционирования устройства при воздействии значительных скачкообразных колебаний выходного тока нагрузки. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.
В настоящее время известен источник вторичного электропитания (Datasheet search site Linear Technology Corporation LT1248), содержащий повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения, первый и общий выходные выводы которого подключены ко входу усилителя обратной связи с опорным элементом, выход которого соединен через первый резистор с эмиттером согласующего транзистора, база которого подключена к первому выводу питания блока управления, а коллектор к точке соединения первого вывода второго резистора и анода переключающего диода, катод которого подключен к выходному выводу задающего генератора, соединенному с первым входным выводом первого логического элемента И, второй входной вывод которого, соединен через первый логический инвертор с точкой соединения второго вывода второго резистора и первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общему выводу источника питания блока управления, к которому подключены общие выводы питания задающего генератора, первого логического элемента И, первого логического инвертора и который объединен с общим выходным выводом повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является источник вторичного электропитания (Datasheet search site Fairchild Semiconductor Corporation FAN7529), содержащий повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения, первый и общий выходные выводы которого подключены ко входу усилителя обратной связи с опорным элементом, выход которого соединен через первый резистор с эмиттером согласующего транзистора, база которого подключена к первому выводу питания блока управления, а коллектор к точке соединения первого вывода второго резистора и анода переключающего диода, катод которого подключен к выходному выводу задающего генератора, соединенному с первым входным выводом первого логического элемента И, второй входной вывод которого, соединен через первый логический инвертор с точкой соединения второго вывода второго резистора и первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общему выводу источника питания блока управления, к которому подключены общие выводы питания задающего генератора, первого логического элемента И, первого логического инвертора и который объединен с общим выходным выводом повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения, вход управления которого подключен к выходному выводу буферного усилителя, при этом первые выводы питания задающего генератора, первого логического инвертора и первого логического элемента И подсоединены к первому выводу питания блока управления.
Недостатком известных устройств, описанных выше является низкая надежность в связи с тем, что при снижении тока нагрузки до уровня близкому к холостому ходу выходное напряжение начинает неуправляемо повышаться, что может привести к пробою выходных конденсаторов и переключающего транзистора однотактного преобразователя постоянного напряжения.
Задача изобретения является повышение надежности источника вторичного электропитания.
Поставленная задача достигается тем, что в заявленное устройство содержащее повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения, первый и общий выходные выводы которого подключены ко входу усилителя обратной связи с опорным элементом, выход которого соединен через первый резистор с эмиттером согласующего транзистора, база которого подключена к первому выводу питания блока управления, а коллектор к точке соединения первого вывода второго резистора и анода переключающего диода, катод которого подключен к выходному выводу задающего генератора, соединенному с первым входным выводом первого логического элемента И, второй входной вывод которого, соединен через первый логический инвертор с точкой соединения второго вывода второго резистора и первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общему выводу источника питания блока управления, к которому подключены общие выводы питания задающего генератора, первого логического элемента И, первого логического инвертора и который объединен с общим выходным выводом повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения, вход управления которого подключен к выходному выводу буферного усилителя, при этом первые выводы питания задающего генератора, первого логического инвертора и первого логического элемента И подсоединены к первому выводу питания блока управления предлагается ввести второй логический элемент И, второй логический инвертор, источник порогового напряжения и элемент сравнения, первый входной вывод которого подключен к источнику порогового напряжения, второй входной вывод - к выходному выводу усилителя обратной связи, а выходной вывод через второй логический инвертор к первому входному выводу второго логического элемента И, второй входной вывод которого подсоединен к выходному выводу первого логического элемента И, а выходной вывод - к входу буферного усилителя, при этом первые и общие выводы питания второго логического инвертора и второго логического элемента И подключены соответственно к первому и общему выводам питания блока управления.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг. 1 приведена функциональная схема источника вторичного электропитания,
На фиг. 2 приведены:
- диаграмма напряжения на выходе задающего генератора 9-18;
- диаграмма напряжения на времязадающем конденсаторе 12-19;
- диаграмма напряжения на выходном выводе буферного усилителя 13-20;
- диаграмма напряжения на выходе усилителя обратной связи с опорным элементом 2-21;
- диаграмма напряжения на выходе второго логического инвертора 15-22;
Источник вторичного электропитания на фиг.1 содержит повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения 1, первый и общий выходные выводы которого подключены к входу усилителя обратной связи с опорным элементом 2, выход которого соединен через первый резистор 3 с эмиттером согласующего транзистора 4, база которого подключена к первому выводу питания 5 блока управления 6, а коллектор к точке соединения первого вывода второго резистора 7 и анода переключающего диода 8, катод которого подключен к выходному выводу задающего генератора 9, соединенному с первым входным выводом первого логического элемента И 10, второй входной вывод которого, соединен через первый логический инвертор 11 с точкой соединения второго вывода второго резистора 7 и первым выводом времязадающего конденсатора 12, второй вывод которого подключен к общему выводу источника питания блока управления 6, к которому подключены общие выводы питания задающего генератора 9, первого логического элемента И 10, первого логического инвертора 11 и который объединен с общим выходным выводом повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1, вход управления которого подключен к выходному выводу буферного усилителя 13, при этом первые выводы питания задающего генератора 9, первого логического инвертора 11 и первого логического элемента И 10 подсоединены к первому выводу питания блока управления 6.
Также в источник вторичного электропитания введены второй логический элемент И 14, второй логический инвертор 15, источник порогового напряжения 16 и элемент сравнения 17 первый входной вывод которого подключен к источнику порогового напряжения 16, второй входной вывод - к выходному выводу усилителя обратной связи 2, а выходной вывод через второй логический инвертор 15 к первому входному выводу второго логического элемента И 14, второй входной вывод которого подсоединен к выходному выводу первого логического элемента И 10, а выходной вывод - к входу буферного усилителя 13, при этом первые и общие выводы задающего генератора питания второго логического инвертора 15 и второго логического элемента И 14 подключены соответственно к первому и общему выводам питания блока управления.
Источник вторичного электропитания работает следующим образом.
Рассмотрим работу устройства в установившемся режиме. Допустим в начальный момент времени на интервале от t0 до t1 (фиг. 2) ток нагрузки на выходных выводах повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1 превышает минимально допустимый, при этом на выходе усилителя обратной связи 2 будет формироваться напряжение 21 которое через первый резистор 3, согласующий транзистор 4, второй резистор 7 обеспечивает необходимую крутизну пилообразного напряжения 19 на первом выводе времязадающего конденсатора 12. Нулевой уровень пилообразного напряжения эквивалентный логическому нулю на первом выводе времязадающего конденсатора 12 обеспечивается с помощью цепи из переключающего диода 8, катод которого подключен к выходному выводу задающего генератора 9, формирующий короткие импульсы напряжения требуемой частоты 18. Пилообразное напряжение с помощью первого логического инвертора 11 превращается в последовательность импульсов сдвинутых относительно импульсов 18 с выхода задающего генератора 9 на необходимую величину для формирования на выходе буферного усилителя 13 последовательность импульсов управления, скважность которых обеспечивает заданную величину напряжения на выходных выводах повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1. Допустим в момент времени t1 величина тока нагрузки, на выходных выводах повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1 снизилась до величины близкой к режиму холостого хода. При этом величина напряжения на выходных выводах повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1 начинает расти и одновременно скважности импульсов на выходе буферного усилителя 13 падает до минимально возможных значений. Однако так как ток нагрузки на выходных выводах повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1 слишком мал выходное напряжение, а также напряжение на выходе усилителя обратной связи 2, будет продолжать увеличиваться. Когда величина выходного напряжения на выходе усилителя обратной связи 2 в момент времени t2 превысит пороговое напряжение 16, на выходном выводе элемента сравнения 17 появится высокое напряжение, эквивалентное логической единице на входном выводе второго логического инвертора 15 и, следовательно, появится логический ноль на первом входном выводе второго логического элемента И 14, что приведет к прекращению прохождения импульсов управления с выхода буферного усилителя 13.
Так как на вход управления повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения импульсы управления не поступают, напряжение на выходных выводах устройства и на выходе усилителя обратной связи 2 начинает падать до достижения величины порогового напряжения 16 в момент времени t3.
Когда напряжение с выхода усилителя обратной связи 2 станет ниже порогового напряжения 16 в момент времени t3, на выходе элемента сравнения 17 появится низкое напряжение и на первом входном выводе второго логического элемента И 14 появится логическая единица и на вход управления повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1 начнут поступать импульсы управления. Повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения 1 возобновит подачу энергии к выходным выводам, и выходное напряжение источника вторичного электропитания снова начнет повышаться.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности функционирования устройства, так как напряжение на выходных выводах источника вторичного электропитания будет ограничиваться на заданной величине и не достигнет значений, превышающих предельно допустимые для элементов устройства.
Таким образом заявлен источник вторичного электропитания, содержащий повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения 1, первый и общий выходные выводы которого подключены ко входу усилителя обратной связи с опорным элементом 2, выход которого соединен через первый резистор 3 с эмиттером согласующего транзистора 4, база которого подключена к первому выводу питания 5 блока управления 6, а коллектор к точке соединения первого вывода второго резистора 7 и анода переключающего диода 8, катод которого подключен к выходному выводу задающего генератора 9, соединенному с первым входным выводом первого логического элемента И 10, второй входной вывод которого, соединен через первый логический инвертор 11 с точкой соединения второго вывода второго резистора 7 и первым выводом времязадающего конденсатора 12, второй вывод которого подключен к общему выводу источника питания блока управления 6 к которому подключены общие выводы питания задающего генератора 9, первого логического элемента И 10, первого логического инвертора 11 и который объединен с общим выходным выводом повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения 1, вход управления которого подключен к выходному выводу буферного усилителя 13 при этом первые выводы питания задающего генератора 9, первого логического инвертора 11 и первого логического элемента И 10 подсоединены к первому выводу питания блока управления 6 отличающийся тем, что введен второй логический элемент И 14, второй логический инвертор 15, источник порогового напряжения 16 и элемент сравнения 17, первый входной вывод которого подключен к источнику порогового напряжения 16, второй входной вывод - к выходному выводу усилителя обратной связи 2, а выходной вывод через второй логический инвертор 15 к первому входному выводу второго логического элемента И 14, второй входной вывод которого подсоединен к выходному выводу первого логического элемента И 10, а выходной вывод - к входу буферного усилителя 13 при этом первые и общие выводы питания второго логического инвертора 15 и второго логического элемента И 14 подключены соответственно к первому и общему выводам питания блока управления.

Claims (1)

  1. Источник вторичного электропитания, содержащий повышающий однотактный преобразователь постоянного напряжения, первый и общий выходные выводы которого подключены к входу усилителя обратной связи с опорным элементом, выход которого соединен через первый резистор с эмиттером согласующего транзистора, база которого подключена к первому выводу питания блока управления, а коллектор к точке соединения первого вывода второго резистора и анода переключающего диода, катод которого подключен к выходному выводу задающего генератора, соединенному с первым входным выводом первого логического элемента И, второй входной вывод которого, соединен через первый логический инвертор с точкой соединения второго вывода второго резистора и первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общему выводу источника питания блока управления, к которому подключены общие выводы питания задающего генератора, первого логического элемента И, первого логического инвертора и который объединен с общим выходным выводом повышающего однотактного преобразователя постоянного напряжения, вход управления которого подключен к выходному выводу буферного усилителя, при этом первые выводы питания задающего генератора, первого логического инвертора и первого логического элемента И подсоединены к первому выводу питания блока управления, отличающийся тем, что введен второй логический элемент И, второй логический инвертор, источник порогового напряжения и элемент сравнения, первый входной вывод которого подключен к источнику порогового напряжения, второй входной вывод - к выходному выводу усилителя обратной связи, а выходной вывод через второй логический инвертор - к первому входному выводу второго логического элемента И, второй входной вывод которого подсоединен к выходному выводу первого логического элемента И, а выходной вывод - к входу буферного усилителя, при этом первые и общие выводы питания второго логического инвертора и второго логического элемента И подключены соответственно к первому и общему выводам питания блока управления.
RU2021126834A 2021-09-10 2021-09-10 Источник вторичного электропитания RU2769907C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126834A RU2769907C1 (ru) 2021-09-10 2021-09-10 Источник вторичного электропитания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126834A RU2769907C1 (ru) 2021-09-10 2021-09-10 Источник вторичного электропитания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769907C1 true RU2769907C1 (ru) 2022-04-08

Family

ID=81076051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021126834A RU2769907C1 (ru) 2021-09-10 2021-09-10 Источник вторичного электропитания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769907C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534742C1 (ru) * 2013-05-24 2014-12-10 Закрытое акционерное общество "Электро СИ" Повышающий преобразователь напряжения
RU158535U1 (ru) * 2014-12-16 2016-01-10 Роберт Кристофер Диксон Преобразователь постоянного напряжения в постоянное
US9397556B2 (en) * 2014-09-15 2016-07-19 Chicony Power Technology Co., Ltd. Power supply apparatus with auxiliary boost circuit
US9912235B2 (en) * 2015-09-08 2018-03-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Boost converter
RU2713464C1 (ru) * 2019-06-14 2020-02-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Регулятор постоянного напряжения и способ управления им

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534742C1 (ru) * 2013-05-24 2014-12-10 Закрытое акционерное общество "Электро СИ" Повышающий преобразователь напряжения
US9397556B2 (en) * 2014-09-15 2016-07-19 Chicony Power Technology Co., Ltd. Power supply apparatus with auxiliary boost circuit
RU158535U1 (ru) * 2014-12-16 2016-01-10 Роберт Кристофер Диксон Преобразователь постоянного напряжения в постоянное
US9912235B2 (en) * 2015-09-08 2018-03-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Boost converter
RU2713464C1 (ru) * 2019-06-14 2020-02-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Регулятор постоянного напряжения и способ управления им

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9991794B2 (en) Hybrid capacitive-inductive voltage converter
US20110026278A1 (en) Current-controlled self-oscillating flyback converter with two transistors
CN101981794B (zh) 用于调节输出电压的方法
CN110165872B (zh) 一种开关控制电路及其控制方法
US10778218B2 (en) Transformer based gate drive circuit
US8643355B2 (en) Method for generating a signal and structure therefor
CN109039113B (zh) 一种开关电源及其控制芯片
CN109617429B (zh) 电压转换集成电路、高压buck变换器及控制方法
CN109067206B (zh) 一种ac-dc电源及其同步整流管的控制电路
CN114389449A (zh) 自举式开关变换器及其驱动电路
US4138715A (en) Resonant switching converter
CN113872428A (zh) 一种氮化镓晶体管的驱动控制电路、方法、设备、介质
KR20200134700A (ko) 전력 스위치용 변조 및 복조 회로
RU2769907C1 (ru) Источник вторичного электропитания
CN107395183B (zh) 一种脉冲大电流点火开关电路
CN111669033B (zh) 一种同步整流管控制电路及反激式电压变换电路和控制方法
CN116054592A (zh) 次级控制模式的直流变换器及其控制方法
US11888414B2 (en) Driving circuit and driving method
CN113394974B (zh) 具有固定频率的cot开关变换器
CN109149938A (zh) 一种dc-dc电路
RU2787116C1 (ru) Источник вторичного электропитания
KR20110030373A (ko) Ｄｃ―ｄｃ 컨버터
KR102077825B1 (ko) 부스트 컨버터
CN116470735A (zh) 用于psm模式下的dc-dc变换器的轻载效率加强电路
CN114244148B (zh) 开关电源输出驱动装置