SU1185320A1

SU1185320A1 - Источник стабилизированного напряжения

Info

Publication number: SU1185320A1
Application number: SU833697236A
Authority: SU
Inventors: Vasilij A Kapravyj
Original assignee: Vinnitsky Z Radiotekh
Priority date: 1983-12-13
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1985-10-15

Description

Изобретение, относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания, и может быть использовано в устройствах электропитания вычислительной техники и 5 автоматики.

Цель изобретения - повышение надежности, расширение его функциональных возможностей.

10

На чертеже приведена электрическая схема источника стабилизированного напряжения.

Источник содержит регулируемый преобразователь 1·, входом подключенный к входным выводам питания, а выходом - к выходным выводам, узел 2 корректировки фронтов импульсов напряжения и тока транзистора регулируемого преобразователя 1, усилитель 3 обратной связи, входами сое- , диненый с делителем 4 выходного напряжения и источником 5 опорного напряжения, выходом соединенный с первым ; 35 входом широтно-импульсного модулятора 6. Широтно-импульсный модулятор 6 вторым входом соединен с выходом прямоугольного переменного напряжения блока 7 вспомогательных напряжений, дополнительным входом - через диод 8 ^0 с выходом усилителя 9 защиты. Выход широтно-импульсного модулятора 6 соединен с управляющим входом регулируемого преобразователя 1. Выход усилителя 9 защиты через диод 10 и вто- 35 рой резистор обратной связи 11 соединен с неинве.ртирующим входом, который через резистор 12 смещения соединен с токовым датчикоми узлом 13 формирования импульса токового сиг- 40 нала, состоящим из последовательно соединенных резистора·'14 и термостабильного конденсатора 15, подключенных параллельно вторичной обмотке трансформатора токового датчика. Не- 45 инвертирующий вход усилителя 9 защиты через диод 16 и резистор 17 узла 18 возврата защиты соединен с выходом прямоугольного переменного напряжения блока 7 вспомогательных напряжений. 50 Инвертирующий вход усилителя 9 защиты соединен через резистор 19 с выходным выводом источника и подсоединен к среднему выводу делителя 20· напряжения на потенциометре, крайние. 55 выводы которого подключены к разнополярным выходам блока 7 вспомогательных напряжений.

Устройство работает следующим образом.

При импульсном открывании транзистора регулируемого преобразователя Г через токовый датчик протекает импульс тока, имеющий в начальной части вершины выброс, переколебания и нелинейный наклон вершины. Эти искажения вершины токового импульса обусловлены длительным временем восстановления запирающих свойств рекуперационного диода ЬСД-фильтра, паразитными параметрами трансформатора регулируемого преобразователя при частоте его переключения 20 - 50 кГц, влиянием узла коррекции фронтов импульсов напряжения и тока транзистора регулируемого преобразователя, питаемого от выпрямленного напряжения промышленной сети.

Для создания линейного наклона вершины импульса токового сигнала использован узел 13 формирования импульса. Значения сопротивления конденсатора 15 и емкости узла 13 формирования импульса рассчитаны такими, чтобы обеспечить практически линейный и более, крутой наклон вершины импульса токового сигнала. Импульс напряжения поступает с выхода,узла 13 формирования импульса токового сиг-: нала через резистор 12 смещения на неинвертирующий вход усилителя 9 за* . щиты. ,

На инвертирующем входе усилителя 9 защиты установлена с помощью потенциометра 20 и резистора 19 величина напряжения, которая определяет значение тока ограничения в цепи питания регулируемого преобразователя и, соответственно, тока нагрузки.

Когда ток нагрузки источника достигнеи значения тока ограничения, сформированный импульс сигнала, линейно возрастающий на вершине, начнет превышать потенциал, установленный на инвертирующем входе. При этом из-за наличия положительной обратной связи·, образованной диодом 10 и резистором 11, на выходе усилителя 9 защиты скачком устанавливается напряжение положительной полярности, которое через диод 8 поступает на дополнительный вход широтно-импульсного модулятора!ШИМ)6, на выходе которого устанавливается напряжение, приводящее к запиранию транзистора регулируемого преобразователя 1 и, таким

3 1185320 4

образом, ограничивающее его коэффициент заполнения.

С прекращением тока через токовый датчик на его выходе и на выходе формирователя импульса (устанавливается 5 напряжение отрицательной полярности, которое через резистор 12 смещений снижает потенциал на неинвертирующем входе усилителя 9 защиты. Для предотвращения возврата усилителя 9 защиты ιθ в исходное состояние от появившегося отрицательного напряжения на выходе токового датчика и, таким образом, повторого. открывания транзистора регулируемого преобразователя 1 соотношение между величинами сопротивлений резистора 12 смещения и резистора 11 обратной связи выбрано таким, что при установлении напряжения положительной полярности на выходе усилителя 9 защиты и напряжения отри- ²⁰цательной полярности на выходе формирователя импульса потенциал на неинвертирующем входе превышает установленную величину потенциала на инвертирующем входе.

Для возврата усилителя 9 защиты в исходное состояние синхронизирование с частотой работы ШИМ 6 с выхода. прямоугольного переменного напряжения блока 7 вспомогательных напряжений ^0 напряжение отрицательной полярности поступает через диод 16 и резистор 17 на неинвертирующий вход усилителя 9 защиты, устанавливая на нем потенциал ниже потенциала его инвертирующе- 35 го входа. Одновременно отрицательное напряжение с упомянутого выхода прямоугольного переменного напряжения подается на второй вход ШИМ 6, возвращая его в исходное состояние, а 40 также поступает на вход регулируемого преобразователя 1, продолжая поддерживать его в запертом состоянии.

Для обеспечения работы ШИМ 6 в режиме ограничения тока нагрузки источ-45 ника, когда на входах усилителя 3 обратной связи напряжение делителя 4 выходного напряжения становится существенно меньшим напряжения источника 5 опорного напряжения, макси- 50 мальная величина напряжения, поступающая на первый вход ШИМ 6 с выхода усилителя 3 сигнала рассогласования, меньше амплитуды импульсов, поступающих на его второй вход с выхода уси-55 лителя 9 защиты. „ _

Дальнейшее уменьшение сопротивления, ния нагрузки источника приводит к

уменьшению коэффициента заполнения ШИМ 6 из-за поступающих с выхода усилителя 9 защиты импульсов увеличивающейся длительности. Увеличение длительности упомянутых импульсов обусловлено уменьшением потенциала на инвертирующем входе усилителя 9 защиты вследствие влияния через резистор 19 уменьшающегося выходного на- . пряжения источника. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению длительности и амплитуды импульса тока в цепи питания регулируемого преобразователя 1. При устранении перегрузки или короткого замыкания уменьшается величина тока через токовый датчик, а также увеличивается напряжение выходного конденсатора источника, что приводит к увеличению потенциала на инвертирующем входе усилителя 9 защиты и, следовательно, к увеличению порога ограничения тока нагрузки.

При наладке источника стабилизированного напряжения в процессе его изготовления, а также при его ремонте, необходимо регулировать ток ограничения нагрузки до нулевого значения включительно, т.е. временно закрыть транзистор регулируемого преобразователя 1 независимо от работы ШИМ 6, чтобы предотвратить выход из строя ’ элементов регулируемого преобразователя 1, нагрузки, а также облегчить поиск неисправности в схеме источника.и, таким образом, ускорить время его наладки или ремонта. Это осуществляется установкой делителем 20 на инвертирующем входе усилителя 9 защиты потенциала более отрицательного по сравнению с потенциалом на его неинвертирующем входе при отсутствии токового сигнала на выходе токового датчика в промежутки времени, когда диод 16 закрыт перепадами напряжения положительной полярности, поступающими с выхода прямоугольного переменного напряжения блока 7 вспомогательных напряжений; При этом на входе транзистора регулируемого преобразователя поддерживается постоянное запирающее напряжение.

Узел формирования импульса токового сигнала устраняет выбросы и переколебания на его вершине, повышает крутизну наклона. Это позволяет уста· нсвить ограничение тока нагрузки близким к номинальному току и таким образом ПОВЫСИТЬ ТОЧНОСТЬ ΟΓρ3ΗΗ4β<ния тока нагрузки. Повышается также

$

1185320

6

нагрузочная способность и надежность источника с узлом коррекции фронтов Импульсов транзистора регулируемого преобразователя с частотой его переключений 20 -50 кГц и,силовым трансформатором без немагнитного зазора в магнитопроводе. В источнике улучшена температурная стабильность выходного напряжения при его значениях в пределах регулировки, кроме номинального, так как исключена резистивная связь между его выходным выводом и источником опорного напряжения, и, таким образом, исключено влияние регулировки выходного напряжения на режим работы термостабильного стаби-‘ литрона источника опорного напряжения. Кроме того, в источнике существенно улучшена температурная стабильность порога ограничения тока нагрузки, осуществляемого токовой

защитой, так как в цепи токового сигнала отсутствует полупроводниковый

диод, ухудшающий температурную ста5 бильность сигнала.

Узел возврата токовой защиты в

исходное состояние более надежен.

Источник напряжения имеет больше

10 функциональных возможностей, так как в нем можно регулировать ограничение тока нагруэки до нулевого значения включительно. Это позволяет закрывать на необходимое время регулиру,5 емый преобразователь и, таким образом, снимать напряжение на выходе источника· при его наладке или ремонте с целью ускорения поиска неисправности, предотвращения выхода из строя "

2о элементов регулируемого преобразователя и нагрузки из-за неисправности в схеме управления.

Claims

ИСТОЧНИК СТАБИЛИЗИРОВАННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулируемый преобразователь, входом подключенный к входным выводам, а выходомк выходным выводам^ усилитель обратной связи, входами соединенный с делителем выходного напряжения и источником опорного напряжения, а выходом - с первым входом широтноимпульсного модулятора, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого преобразователя, а второй вход - к выходу прямоугольного переменного напряжения блока вспомогательных напряжений, трансформаторный датчик тока, включенный последовательно с силовым транзистором регулируемого преобразователя, усилитель защиты, инвертирующий вход которого подключен к выходу делителя напряжения защиты и через первый резистор обратной связи - к выходному выводу источника, неинвертирующий вход усилителя защиты через резистор смешения соединен с узлом формирования импульса токового сигнала, подключенного параллельно выходу трансформаторного датчика тока и через узел возврата защиты к выходу прямоугольного переменного напряжения блока вспомогательных напряжений, а выход усилителя защиты соединен с первым диодом и через второй диод и второй резистор обратной связи'с неинвертирующим входом усилителя защиты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей источника, второй вывод первого диода подключен· к дополнительному входу, широтно-импульсного модулятора, узел формирования импульса токового сигнала выполнен -в виде последовательно соединенных термостабильной емкости и резистора, согласованного по величине с вторым ре| зистором обратной связи, крайние, .вы-, [воды делителя напряжения защиты подключены к разнополярным выходам блока вспомогательных .напряжений, узел возврата защиты выполнен в виде последовательно соединенных диода и · резистора, введен узел коррекции фронтов импульсов, подключенный к силовому транзистору регулируемого преобразователя.

игтгг^и~п5

1185320 2