SU1229916A1 - Стабилизированный источник питани - Google Patents

Abstract

Стабилизированный источник питани  может быть использован в системах электропитани  устройств автоматики и вычислительной техники. Цель изобретени  - упрощение схемы и повышение надежности путем увеличени  длительности выключенного состо ни  транзисторного ключа при перегрузке и коротком замыкании нагрузки. Устройство содержит транзисторный ключ (ТК) 2, согласующий каскад 3, компаратор 4 обратной св зи по напр жению, компаратор 5 защиты по току, датчик 12 тока, выполненный в виде токового трансформатора 1. Введение дополнительного диода 14, конденсатора 15 и подключение конденсатора 15 на вход компаратора 5 защиты по току обеспечивают защиту источника от перегрузки за счет уменьщени  частоты работы ТК 2 и увеличени  длительности выключенного состо ни  ТК 2, что существенно уменьщает рассеиваемую мощность и повы- щает надежность. 1 ил. o (Л Г W 13 |w ЦП 7 lt( bo ю (;o со o

Description

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к вторичным источникам питани , и может быть использовано в системах электропитани  устройств автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретени  - упрощение схемы и повышение надежности источника путем увеличени  длительности выключенного состо ни  транзисторного ключа при перегрузке и коротком замыкании нагрузки.

На чертеже представлена электрическа  схема устройства.

Стабилизированный источник питани  содержит силовую часть 1 с входными и выходными выводами, в которую входит транзисторный ключ 2. Управл ющий вход транзисторного ключа 2 соединен с выходом согласующего каскада 3, который осуществл ет согласование по току и при необходимости обеспечивает гальваническую разв зку силовых и управл ющих цепей. Вход согласующего каскада 3 подключен к выходу компаратора 4 обратной св зи по напр жению , к выходу компаратора 5 защиты по току и к третьему выходу задающего генератора 6, на котором формируетс  напр жение пр моугольной формы. Неинвертирующий вход компаратора 4 соединен с источником 7 опорного напр жени  и через конденсатор 8 подключен к первому выходу задающего генератора 6, на котором формируетс  напр жение пилообразной формы. Амплитуда пилообразного напр жени  определ ет коэффициент передачи обратной св зи по напр жению. Неинвертирующий вход компаратора 5 защиты по току через делитель напр жени  на резисторах 9 и 10 соединен с выходными клеммами источника и через конденсатор 11 с вторым выходом задающего генератора 6, на котором формируетс  напр жение пилообразной формы. В силовой части 1 последовательно с транзисторным ключом 2 включена первична  обмотка датчика 12 тока, вторична  обмотка которого подключена к входным выводам выпр мител  13. Инвертирующий вход компаратора 5 защиты по току через диод 14 соединен с выходным выводом выпр мител  13 и через конденсатор 15 с отрицательным выходным выводом источника.

Один из вариантов выпр мител  13 содержит нагрузочный рез истор 16, подключенный параллельно вторичной обмотке датчика 12 тока, диод 17, положительным выводом соединенный с резистором 16, концом вторичной обмотки датчика 12 тока и отрицательным выходным выводом источника, а отрицательным выводом соединенный с диодом 14, и конденсатор 18, включенный между началом вторичной обмотки датчика 12 тока и точкой соединени  диодов 17 и 14. Силова  часть 1 может быть выполнена по схеме преобразовател  напр жени  с транзисторным ключом , трансформатором, выходным выпр мителем и выходным фильтром либо по схе0

5

0

5

ме импульсного стабилизатора с транзисторным ключом и LCD-фильтром. Выходы компараторов 4 и 5 и третий выход задающего генератора 6 представл ют собой транзистор с открытым коллектором, а согласующий каскад 3 запирает транзисторный ключ 2, когда открыт хот  бы один из трех выходных транзисторов компараторов и задающего генератора.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы стабилизаци  выходного напр жени  осуществл етс  способом щиротно-импульсной модул ции , при этом частота определ етс  задающим генератором 6, а длительность открытого состо ни  транзисторного ключа 2 - компаратором 4 обратной св зи по напр жению .

Ток силовой цепи транзисторного ключа 2 трансформируетс  датчиком 12 тока и на выходных выводах выпр мител  13 выдел етс  напр жение, амплитуда которого пропорциональна току силовой цепи транзисторного ключа 2. Указанное напр жение (амплитудное значение) детектируетс  диодом 14 и конденсатором 15 и подаетс  на инвертирующий вход компаратора 5 (защиты по току, где сравниваетс  с напр жением на его неинвертирующем входе, которое представл ет сумму двух напр жений - посто нного напр жени  с делител  на резисторах 9 и 10 и переменного пилообразного напр жени  с конденсатора И. В нормальном режиме работы напр жение на инвертирующем входе компаратора 5 защиты по току меньще напр жени  на его неинвертирующем входе, поэтому выходной транзистор указанного компаратора закрыт и не оказывает вли ни  на работу схемы.

При превыщении гока транзисторного ключа 2 порогового значени  срабатывает компаратор 5 защиты по току и уменьщает длительность открытого состо ни  транзисторного ключа 2 независимо от сигнала с выхода компаратора 4 обратной св зи по напр жению. Амплитуда тока транзисторного ключа 2, при которой компаратор 5 защиты тока выдает сигнал дл  его запирани , зависит от величины выходного напр жени  и  вл етс  минимальной при коротком замыкании нагрузки и в момент запуска источника.

Наличие конденсатора 15 на входе компаратора . 5 защиты по току не оказывает существенного вли ни  на быстродействие схемы, поскольку врем  ее зар да определ етс  коэффициентом трансформации датчика 12 тока и при высоком входном сопротивлении компаратора 5 защиты по току и соответственно малой величине емкости конденсатора 15 достаточно мало.

При коротком замыкании источника вы- 5 бросы тока транзисторного ключа 2 из-за его собственной инерционности при запирании могут существенно превыщать порог срабатывани  защиты. При этом конденсатор 15

0

5

0

5

0

зар жаетс  до напр жени , значительно превышающего напр жение на неинвертирую- щем входе компаратора 5 защиты по току, и разр жаетс  до этого напр жени  в течение нескольких периодов задающего генератора 6. В течение указанного времени транзисторный ключ 2 остаетс  закрытым. Таким образом, при наиболее т желых случа х перегрузки источника уменьшаетс  частота работы и увеличиваетс  длительность выключенного состо ни  транзисторного ключа, что сущ ественно уменьшает рассеиваемую в нем мощность и повышает надежность .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилизированный источник питани , содержащий в силовой части по меньшей мере один транзисторный ключ, управл ющим входом подключенный к выходу согласующего каскада, компаратор обратной св зи по напр жению, инвертирующий вход которого соединен с положительным выходным выводом источника, неинвертирующий вход соединен с источником опорного напр жени  и через первнй конденсатор с первым выходом задающего генератора.

   компаратор защиты по току, неинвертирующий вход которого через резистор соединен с положительным выводом источника, датчик тока, первична  обмотка которого включена последовательно в силовую цепь транзисторного ключа, а вторична  обмотка подключена к входным выводам выпр мител , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  схемы и повышени  надежности источника путем увеличени  длительности выключенного состо ни  транзисторного ключа при перегрузке и коротком замыкании нагрузки , в него введены дополнительный диод, включенный между выходным выводом выпр мител  и инвертирующим входом компаратора защиты по току, второй конденсатор , включенный между инвертирующим входом компаратора защиты по току и отрицательным выходным выводом источника, третий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом компаратора защиты по току, и вторым выходом задающего генератора, а выходы компаратора защиты по току, компаратора обратной св зи по напр жению и третий выход задающего генератора подключены к входу согласующего каскада.