SU1334131A1 - Стабилизирующий источник напр жени посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  - повышение КПД. Силовой канал содержит регулирзлощий орган 3 импульсного типа , управл емый узлом 6 обратной св зи с последовательно включенными из- 3 о ю омерительным элементом и широтно-им- пульсным модул тором. При сбросе нагрузки , когда требуема  длительность открытого состо ни  силовых транзисторов регулирующего органа 3 становитс  соизмеримой с временем их выключени , во избежание потери управл емости и самовозбуждени  регулирующего органа 3 с помощью формировател  8 сигнала подгрузки к выходным выводам И, 12 подключаетс  подгрузочный ключ 7. При этом минимальный ток в выходной цепи источника фиксируетс  на заданном уровне. Формирование сигнала подгрузки в данном устройстве определ етс  не за счет датчика тока, .потребл ющего обычно существенную мощ- SS ность, а путем анализа длительности открытого состо ни  силовых транзисторов . Формирователь 8 выполнен при этом в виде врем импульсного реле, 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л Г 11 12 00 00 4 САЭ Ф4/е. /

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  при реализации вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры с широким диапазоном изменени  нагрузочного тока.

Цель изобретени  - повьшение КПД„ На фиг. 1 изображена функциональна  схема предлагаемого стабилизиру- ющего источника напр жени  посто нного тока; на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема используемых формировател  сигнала подгрузки и подгрузочного ключа; на фиг, 3 - вре- менные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу данного формировател .

Устройство содержит силовой канал с последовательно включенными выпр мителем 1 (фиг. 1) сетевого напр же- ни , сглаживающим фильтром 2 низкой частоты, регулирующим органом импульсного типа - регулируемым преобразователем 3, высокочастотным выпр мителем 4 и сглаживающим высокочастотным фильтром 5. В состав устройства вход т также узел 6 обратной св зи с непоказанными на схеме последо- ватеитьно включенными измерительным

элементом и широтно-импульсным моду- л тором,, подгрузочный ключ 7 и формирователь 8 сигнала подгрузки. Позици ми 9 и 10 на схеме обозначены входные выводы силового канала, предназначенные дл  подключени  первичного источника питани , а позици ми 11 и 12 - выходные выводы, предназначенные дл  подключени  нагрузки. Вход выпр мител  1 сетевого напр жени  соединен с выводами 9 и 10, а выход сглаживаю- щего высокочастотного фильтра 5 - с выводами 11 и 12. Вход узла 6 обратной св зи (вход измерительного элемента ) подключен к выводам 11 и 12, а выход (выход широтно-импульсного модул тора) - к управл ющему входу регулирующего органа - регулируемого преобразовател  3 и входу формировател  8 сигнала подгрузки. Подгрузочный ключ 7 включен между выводами 11 и 12 и соединен управл ющим вхдом с выходом формировател  8 сигнала подгрузки . Последний выполнен в виде вре- м импульсного реле и содержит транзисторы 13 и 14 (фиг о 2), компаратор 15, резисторы 16-27 и конденсаторы 28 и 29. Подгрузочный ключ 7 включает в свой состав транзисторы 30 и 31 и резистор 32 подгрузки.

312

Стабилизируюнщй источник напр жени  посто нного тока работает следующим образом.

Сетевое переменное напр жение выпр мл етс  выпр мителем 1, сглаживаетс  фильтром 2 и преобразуетс  регулируемым преобразователем 3 в переменное напр жени  пр моугольной формы высокой частоты, которое затем выпр мл етс  выпр мителем 4 и сглаживаетс  фильтром 5. Сглаженное выходное напр жение в узле 6 обратной св зи сравниваетс  с эталонным напр жением , их разн9сть усиливаетс  и модулируетс  в виде пр моугольных управл ющих импульсов, которые действуют на регулируемый преобразователь 3 таким образом, чтобы выходное напр жение источника оставалось посто нным .

В силу того, что силовые транзисторы регулируемого преобразовател  3 имеют значительное врем  выключени  - пор дка 10 МКС, длительность импульсов управлени  регулируемым преобразователем оказываетс  меньше длительности импульсов на его выходе на врем  выключени  силовых транзисторов . Поэтому при уменьшении тока нагрузки, которое вызывает уменьшени длительности управл ющих импульсов, наступает такой момент, когда управлющие импульсы згменьшаютс  до предельной минимальной длительности, определ емой конечным быстродействием элеме нтов, после чего регулируемый преобразователь 3 становитс  неуправл емым , самовозбуждаетс  либо, самопроизвольно выключаетс . Подобные режимы могут иметь самые нежелательные последстви  как дл  нагрузки,так и дл  с амо.го источника. Между тем современна  радиоэлектронна  аппаратура не исключает возможности работы .при минимальном токе потреблени , близком к режиму холостого хода.

В предлагаемом устройстве модулированные по длительности пр моугольные управл ющие импульсы U с выхода узла 6 обратной св зи поступают также на-вход формировател  8 сигнала подгрузки. При достижении управл ющими импульсами Lfe. заданной минимальной длительности (вследствие увеличени  сопротивлени  нагрузки) формирователь 8 открывает подгрузочный ключ 7, который фиксирует минимальный ток в выходной цепи преобрааовател  3 на

31

заданном уровне. При увеличении тока нагрузки увеличиваетс  длительность управл юпщх импульсов U и формирователь 8 закрывает ключ 7. Длительност управл ющих импульсов, при которой происходит.закрывание ключа 7, больше длительности, при которой происходит его открывание. Таким образом, формирователь 8 сигнала подгрузки и подгрузочный ключ 7 обеспечивают устойчивую работу источника при полном отключении нагрузки, т,е, в режиме холостого хода,

В-предлагаемом источнике формирователь 8 сигнала подгрузки выполнен в виде врем импульсного реле. На его вход поступают импульсы управлени  и (фиг. За) длительностью, например 4t , с выхода узла 6 обратной св зи (с выхода широтно-импульсного модул тора , вход п;его в состав узла 6) и открывает транзистор 13, который за врем  действи  импульса U разр жает конденсатор 28, зар жаемый через резистор 17, Полученное пилообразное напр жение (фиг, Зб) сглаживаетс  RC- фильтром 18 и 29 и через делитель 19 20 поступает на неинвертирующий вход компаратора 15, На инвертирующем вхо- де компаратора 15 делителем 21, 23 устанавливаетс  необходимый пороговый уровень напр жени . Резистор 24 создает цепь положительной обратной св зи дл  обеспечени  гистерезиса переключени  компаратора 15 Выходной сигнал компаратора 15 -через делитель 25, 26 напр жени  управл ет транзистором 14 j4epe3 который управление передаетс  далее на транзисторы 31 и 30 подгрузочного ключа 7.

При уменьшении длительности импульсов Us (фиг, Зв) транзистор 13 не успевает полностью разр дить кон- денсатор 28 и уровень пилообразного напр жени  смещаетс  вверх (фиг,3г При некотором заданном значении At (фиг, Зд) напр жение на конденсаторе 28 и, следовательно, напр жение на неинвертирующем входе компаратора 15 превышает уровень Ucpo/, установленный делителем 21, 23 на инвертирующем входе (на фиг, 3 уровень показан приведенным к входу делите- л  18, 19 напр жени ), и на выходе компаратора 15 по вл етс  высокий уровень напр жени , открывающий транзистор 14 и подгрузочный ключ 7,

5

4

5

131

подключающий резистор 32 подгрузки к выходным выводам 11 и 12 источника. Возврат компаратора 15 в исходное состо ние с низким выходным потенциалом происходит при длительности импульса большей, чем длительность срабатывани , за счет действи  положительной обратной св зи на резисторе 24, т,е, л cM( Такой гистерезис необходим дл  устранени  возникновени  самовозбуждени  в устройстве при медленном переходе длительности импульсов управлени  через пороговую величину.

Ввиду того, что резистор 32 подгрузки подключаетс  к выходу источника только в режиме малых токов, дополнительные потери мощности в номинальном режиме работы устройства отсутствуют . Соответствующей настройкой формировател  8 сигнала подгрузки можно установить любую пороговую длительность импульсов IJg управле- ,ни , т,е, фактически задать любой минимальный ток нагрузки, обеспечивающий надежную работу источника на холостом ходу,

В св зи с тем, что в данном случае Необходима  подгрузка осуществл етс  без использовани  специального датчика тока, включаемого в известных устройствах в силовую цепь с рассеиванием существенной мощности, КПД предлагаемого источника имеет повышенное значение.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Стабилизируюшлй источник напр жени  посто нного тока, содержащий силовой канал с регулируемым органом импульсного типа, входными и выходными выводами, предназначенными дл  подключени  соответственно первичного источника питани  и нагрузки, узел обратной св зи с последовательно включенными измерительным зленентом и широтно-импульсным модул тором, вход первого из которых подключен к выходным выводам силового канала, а выход второго - к управл ющему входу регулирующего органа, подгрузочный ключ, включенный между выходными выводами силового канала и соединенный управл ющим входом с выходом формировател  сигнала подгрузки, отличающийс  тем, что, с целью

   1334131 .

   повышени  Кпд, вход формировател 
2. 2. Источник по п. 1, о т л и ч а- сигнала подгрузки соединен с выходом ю щ и и с   тем, что формирователь широтно-импульсного модул тора узла сигнала подгрузки выполнен в виде

   обратной св зи. 0%

   врем импульсного реле,

   f

   + UnUfTJ

   IB

   2й

   -c&

   врем импульсного реле,

   f

   + UnUfTJ

   11

   фиг, 2

   (Риг. 3

   Редактор Е.Копча

   Составитель Л.Морозов Техред И,Попович

   Заказ 3962/45

   Тираж 863Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изо бретений и открытий 113035,- Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул„ Проектна , 4

   Корректор Л.Пилипенко