SU1408423A1

SU1408423A1 - Stabilized power supply source

Info

Publication number: SU1408423A1
Application number: SU864030192A
Authority: SU
Inventors: Люсьен Адольфович Краус; Леонид Федорович Захаров; Михаил Федорович Колканов; Григорий Семенович Стоянов; Сергей Михайлович Васильев
Original assignee: Московский Электротехнический Институт Связи
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1988-07-07

Abstract

Изобретение относитс к вторичным источникам электропитани . Целью изобретени вл етс повышение надежности. Цель достигаетс тем, что блок зашиты выполнен на элементе И-НЕ, фильтре нижних частот, ключевом элементе, диодно-ре- зисторной цепи, сумматоре, пороговом элементе , исполнительном элементе, емкости, разв зываюш.их диодах. Вход элемента И- НЕ соединен с выходом широтно-импульс- ного модул тора (ШИМ) и вл етс входом блока защиты, выходом подключенного к дополнительному входу усилител посто нного тока. При включении источника к.з. на выходе и перегрузках обеспечиваетс ограничение тока регулирующего элемента без введени датчика тока за счет ограничени щирины выходных импульсов ШИ.М. 1 ил. ш (ЛThe invention relates to secondary power sources. The aim of the invention is to increase reliability. The goal is achieved in that the protection unit is made on the NAND element, low-pass filter, key element, diode-resistor circuit, adder, threshold element, actuator, capacitance, and their diodes. The input of the element AND- NOT is connected to the output of a pulse-width modulator (PWM) and is the input of a protection unit connected to the auxiliary input of a direct current amplifier. When you turn on the source k.z. at the output and overloads, the current of the regulating element is limited without the introduction of a current sensor by limiting the width of the output pulses. 1 il. sh (l

Description

00 4 Ю00 4 U

соwith

Изобретение относитс к вторичным источникам питани и может быть использовано дл питани радиоэлектронной аппаратуры и электротехнических систем.The invention relates to secondary power sources and can be used to power electronic equipment and electrical systems.

Цель изобретени - повышение надежности стабилизированного источника электропитани .The purpose of the invention is to increase the reliability of the stabilized power supply.

На чертеже представлена функциональна схема стабилизированного источника электропитани .The drawing shows a functional diagram of a stabilized power supply.

Стабилизированный источник электропитани содержит силовой трансформатор 1, последовательно с первичной обмоткой которого включен регулирующий элемент 2, а вторична обмотка которого выполнена с отводом, силовой 3 и дополнительный 4 выпр мители, подключенные к отводам вторичной обмотки трансформатора, силовой 5 и дополнительный 6 сглаживающие фильтры , св занные соответственно с выходами силового 3 и дополнительного 4 выпр мите- лей, нагрузку 7, подключенную к выходу силового выпр мител 3, блок 8 управлени , состо щий из последовательно соединенных узла 9 сравнени , узла 10 гальванической разв зки, усилител 11 посто нного тока, щиротно-импульсного модул тора 12 и усилител 13 мощности, при этом выход усилител мощности св зан с управл ющим входом регулирующего элемента 2, входы узла 9 сравнени соединены с выходом силового выпр мител 3, причем по цепи питани узел сравнени соединен с выходом дополнительного выпр мител , а остальные элементы блока управлени через блок 14 запуска и стабилизации напр жени - с входными выводами стабилизированного источника электропитани , и блок 15 защиты, содержапдий элемент И-НЕ 16, фильтр 17 нижних частот, ключевой элемент 18, диод- но-резистивную цепь,19, сумматор 20, пороговый элемент 21, исполнительный элемент 22, конденсатор 23 и два разв зывающих диода 24 и 25.The stabilized power supply contains a power transformer 1, in series with the primary winding of which the regulating element 2 is turned on, and the secondary winding of which is made with a tap, power 3 and an additional 4 rectifiers connected to the tap of the transformer secondary winding, power 5 and an additional 6 smoothing filters respectively, with the outputs of the power 3 and additional 4 rectifiers, the load 7 connected to the output of the power rectifier 3, the control unit 8, consisting of connected comparison node 9, galvanic isolation node 10, DC amplifier 11, pulse-width modulator 12 and power amplifier 13; the output of the power amplifier is connected to the control input of the regulating element 2, the inputs of the comparison node 9 are connected to the output power rectifier 3, and the power unit comparison node is connected to the output of the additional rectifier, and the remaining elements of the control unit through the unit 14 start and voltage stabilization - with the input terminals of the stabilized power supply neither, and the protection unit 15, the content element IS-HE 16, the low-pass filter 17, the key element 18, the diode-resistive circuit, 19, the adder 20, the threshold element 21, the actuating element 22, the capacitor 23 and two decoupling diodes 24 and 25.

Стабилизированный источник электропитани работает следующим образом.The stabilized power supply operates as follows.

При подаче напр жени на вход стабилизированного источника электропитани запуск блока 8 управлени осуществл етс через блок 14 запуска и стабилизации напр жени и питание блока управлени осуществл етс стабилизированным напр жением 5-6 В. При этом вступает в работу широтно-импульсный модул тор 12, д тительность пр моугольных импульсов напр жени на выходе которого зависит от аналогового сигнала, поступающего на его вход с усилител 11 посто нного тока. Под действием управл ющего сигнала с усилител 13 мощности силовой регулирующий элемент (транзистор) 2 периодически находитс в открытом или закрытом состо нии . На интервале открытого состо ни регулирующего элемента 2 через индуктив When a voltage is applied to the input of a stabilized power source, the control unit 8 is started through the start-up and stabilization unit 14, and the control unit is powered by a stabilized voltage of 5-6 V. At this time, the pulse-width modulator 12, d The efficiency of rectangular voltage pulses at the output of which depends on the analog signal received at its input from the amplifier 11 DC. Under the action of the control signal from the power amplifier 13, the power regulating element (transistor) 2 is periodically in the open or closed state. In the open state interval of the regulating element 2 through the inductive

ность первичной обмотки трансформатора 1 протекает ток. На интервале запертого состо ни регулирующего элемента 2 накопленна энерги в первичной обмотке трансформатора 1 отдаетс во вторичные цепи трансформатора и напр жение на выходных фильтрах 5 и 6 возрастает. С ростом выходного напр жени увеличиваетс аналоговый,сигнал на выходе узла 10 гальванической разв зки и усилител 11 посто нного тока, что приводит к изменению длительности импульсов напр жени на выходах щиротно-импульсного модул тора 12 и усилител 13 мощности. При этом длительность открытого состо ни регулирующего элемента 2 уменьщаетс и снижаетс напр жение на выходе источника электропитани . Таким образом, достигаетс режим стабилизации выходного напр жени источника.ness of the primary winding of the transformer 1 current flows. In the closed state interval of the regulating element 2, the accumulated energy in the primary winding of the transformer 1 is transferred to the secondary circuits of the transformer and the voltage on the output filters 5 and 6 increases. As the output voltage increases, the analog signal increases at the output of the galvanic isolation node 10 and the dc amplifier 11, which leads to a change in the duration of the voltage pulses at the outputs of the pulse-width modulator 12 and the power amplifier 13. In this case, the duration of the open state of the regulating element 2 decreases and the voltage at the output of the power supply decreases. Thus, the stabilization mode of the output voltage of the source is achieved.

5five

00

g 5 g 5

В зависимости от длительности импульсов напр жени на выходе щиротно-импульсного модул тора 12 измен етс длительность импульсов пр моугольного напр жени на выходе элемента И-НЕ 16 и среднее значение напр жени на выходе фильтра 17 нижних частот блока 15 защиты. При наличии перегрузок по току или короткого замыкани в нагрузке стабилизированного источника электропитани вследствие понижени выходного напр жени длительность открытого состо ни регулирующего элемента 2 увеличиваетс , что приводит к увеличению среднего значени напр жени на выходе фильтра 17 нижних частот. При этом возрастет напр жение на диодно-резистив- ной цепи 19 и на входе порогового элемента 21. Пороговый элемент 21 срабатывает и сигнал с его выхода через исполнительный элемент 22 поступает на дополнительный вход усилител 11 посто нного тока, на- ключевой элемент 18 и конденсатор 23. Это приводит к запиранию регулирующего элемента 2, включению ключевого элемента 18 и разр ду конденсатора- фильтра 17 нижних частот.Depending on the duration of the voltage pulses at the output of the pulse-like modulator 12, the duration of the square voltage pulses at the output of the AND-NE element 16 and the average voltage at the output of the low-pass filter 17 of the protection unit 15 vary. If there are overcurrent or short circuits in the load of the stabilized power supply due to a decrease in the output voltage, the duration of the open state of the regulating element 2 increases, which leads to an increase in the average value of the voltage at the output of the low-pass filter 17. At the same time, the voltage on the diode-resistive circuit 19 and at the input of the threshold element 21 will increase. The threshold element 21 is triggered and the signal from its output through the executive element 22 is fed to the auxiliary input of the DC amplifier 11, the key element 18 and the capacitor 23. This leads to the locking of the regulating element 2, the switching on of the key element 18 and the discharge of the low-pass filter capacitor 17.

Пороговый элемент 21 находитс во включенном состо нии на момент зар да конденсатора 23, сигнал с которого через разв зывающий диод 24 поступает на вход порогового элемента. После зар да конденсатора 23 пороговый элемент переключаетс в исходное состо ние, а напр жение на конденсаторе 23 обеспечивает поддержание во включенном состо нии ключевого элемента 18 и исполнительного элемента 22. При этом регулирующий элемент 2 находитс в запертом состо нии на врем разр да конденсатора 23 по одной из возможных цепей: плюсовой зажим конденсатора 23, переход база-эмиттер ключевого элемента (тран- зистора) 18, разв зывающий диод 25, мину- совой зажим конденсатора 23.The threshold element 21 is in the on state at the time of the charge of the capacitor 23, the signal from which through the decoupling diode 24 enters the input of the threshold element. After charging the capacitor 23, the threshold element switches to the initial state, and the voltage on the capacitor 23 maintains the key element 18 and the actuator 22 in the on state. In this case, the regulating element 2 is in the locked state for the duration of the capacitor 23 discharge. One of the possible circuits: the positive terminal of the capacitor 23, the base-emitter junction of the key element (transistor) 18, the decoupling diode 25, the minus terminal of the capacitor 23.

Выбором посто нной времени разр да конденсатора 23 задаетс врем нахождени The choice of the constant discharge time of the capacitor 23 sets the residence time

00

5five

00

стабилизированного источника электропитани в отключенном состо нии. После разр да конденсатора 23 блока защиты происходит самовосстановление режима стабилизации выходного напр жени , если к этому моменту нагрузка восстановила свои параметры . В противном случае указанные процессы повтор ютс .stabilized power supply in an off state. After the discharge of the capacitor 23 of the protection unit, the stabilization of the output voltage stabilization mode occurs, if at this moment the load has restored its parameters. Otherwise, these processes are repeated.

Особенностью работы блока защиты вл етс то, что при возникновении перегрузок по току или режима короткого замыкани в нагрузке силовой регулирующий транзистор переходит в режим отсечки, что приводит к снижению потерь мощности в силовой части на этапе аварийного режима и к повыщению надежности источника.The feature of the protection unit is that when an overcurrent or short circuit occurs in the load, the power control transistor switches to the cut-off mode, which leads to a decrease in power losses in the power section during the emergency mode and to increase the reliability of the source.

Кроме того, блок защиты позвол ет сн ть перегрузки по току с силового регулирующего транзистора в момент включени стабилизированного источника электропитани , поскольку блок защиты заставл ет работать регулирующий элемент с ограничением по длительности включенного состо ни .In addition, the protection unit allows the overcurrent to be removed from the power control transistor at the moment of switching on the stabilized power supply, since the protection unit causes the control element to operate with a limit on the duration of the on state.

Claims

Invention Formula

The stabilized power supply, made according to the single-ended converter circuit, contains a power transformer and a regulating element connected in series with the primary winding of the power transformer between the input terminals, the power supply and the additional rectifiers connected to the secondary windings of the power transformer, the power supply and the additional smoothing filters, connected respectively with the power outputs and additional 0

rectifier, the power rectifier output is connected to the output pins, a protection unit, a control unit consisting of a serially connected reference unit, a galvanic isolation unit, a dc amplifier, a tweeter modulator and a power amplifier, an amplifier output power is connected to the control input of the regulating element, the control inputs of the comparison node are connected to the output terminals, and on the power circuit the comparison node is connected to the output of the additional rectifier, and the remaining elements of the node control through voltage starting and voltage stabilization unit - with input pins, characterized in that, in order to increase reliability, the protection unit includes an AND-NES element, a low-pass filter, a key element, a diode-resistance circuit, an adder, a threshold an element, an executive element, a capacitor, and two decoupling diodes; the output of the pulse-width modulator of the control unit is connected via an AND – NE element to the input of a low-pass filter, the output of which is connected to the outputs of the key element and with two extreme terminals o-resistive circuit, its middle output connected to the first input of the adder, the output connected to the input of the threshold element, the output of which is connected to the control input of the key element directly, through an actuator to the auxiliary input of the DC amplifier, and through a capacitor to common point of the power supply diodes, one of which is connected to the second input of the adder, and the other to the extreme

5 pin resistor diode-resistive circuit.

0

five