SU1640682A1 - Источник стабилизированного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани о Цель изобретени  - повышение надежности и КПД путем уменьшени  потребл емой от блока вспомогательных напр жений мощности. Источник содержит трансформаторный регулируемый преобразователь 1, узел 2 коррекции кривой переключени  силового транзистора, усилитель 3 обратной св зи, узел 4 задержки и плавного нарастани  опорного напр жени , НИМ 5, блок 6 вспомогательных напр жений, усилитель 9 мощности импульсов, выход которого соединен с входом силового транзистора,, узел 13 формировани  токового сигнала, подключенный к вторичной обмотке трансформатора 16 токового датчика, накопительную емкость 22 и внутренний источник 260 При включении источника узел 4 в течении определенного времени поддерживает силовой транзистор закрытым За это врем  зар жаетс  накопительный конденсатор 22, питающий усилитель 9 после (Л о Ј О О 00 to

Description

срабатывани  узла 4, до достижени  на выходе внутреннего источника 26 напр жени , обеспечивающего нормальную

работу усилител  9, что снижает требуемую мощность блока 6 вспомогательных напр жений,) 1 ил„

30

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам Ю вторичного электропитани , и может быть использовано в устройствах электропитани  вычислительной техники и автоматики

Целью -изобретени   вл етс  повы- ение надежности и КОД путем уменьшени  потребл емой от блока вспомогательных напр жений мощности0

На чертеже представлена электриеска  схема источника стабилизиро- 20 анного напр жени .

Источник содержит трансформаторый регулируемый преобразователь 1 на

пр жени , узел 2 коррекции кривой переключени  силового транзистора, уси- итель 3 обратной св зи с делителем выходного напр жени  и источником опорного напр жени , входом соединенный с узлом 4 задержки и плавного нарастани  опорного напр жени , выходом соединенный с первым входом широтно- импульсного модул тора (ШИМ) 5, второй вход которого соединен с выходом пр моугольного переменного напр жени  блока 6 вспомогательных напр жений, 35 а дополнительным входом соединен через диод 7 с выходом усилител  8 защиты Выход ШИМ 5 соединен с входом усилител  9 мощности импульсов, выход которого соединен с входом силового транзистора регулируемого преобразовател  1 напр жени . Выход усилител  8 защиты через диод 10 и резистор 11 обратной св зи соединен с неинвертирующим входом, который через резистор

12смещени  соединен с выходом узла

13формировани  токового сигнала, со- сто щим из последовательно соединенных дроссел  14 и формирующего резистора 15, подключенных к выводам вто- 50 ричной обмотки трансформатора 16 токового датчика Параллельно дросселю 14 подсоединен сглаживающий резистор 170

Неинвертирующий вход усилител  8 55 защиты через резистор 1-8 и4диод 19 возврата защиты в исходное состо ние соединен с выходом пр моугольного ле40

45

0

0

5

0

5

0

5

ременного напр жени  блока 6 вспомогательных напр женийо

Инвертирующий вход усилител  8 защиты соединен через резистор 20 с выходным выводом источника и подсоединен к среднему выводу делител  21 напр жени , крайние выводы которого подключены к разнопол рным выводам накопительного конденсатора 22„ Последний через ограничительный резистор 23 и выпр мительный диод 24 соединен с питающим выходом пр моугольного переменного напр жени  блока 6 вспомогательных напр жений.

Разнопол рные выводы накопительного конденсатора 22 подсоединены к входам питани  усилител  9 мощности импульсов и через разделительный диод 25 подсоединены к выходным выводам той же пол рности внутреннего источника 26 напр жени , питаемого от отвода вторичной обмотки силового трансформатора регулируемого преобразовател  1 „

Источник работает следующим об- разоМо

При подаче напр жени  на входные выводы питани  регулируемого преобразовател  1 узел 4 задерживает начало функционировани  источника опорного напр жени  усилител  3 обратной св зи При этом силовой транзистор регулируемого преобразовател  1 продолжает оставатьс  в запертом состо нии

Одновременно с подачей напр жени  питающей сети подаетс  на вход блока 6 вспомогательных напр жений служебное напр жение и на его первом выходе устанавливаетс  с минимальной задержкой напр жение, питающее усилители обратной св зи 3 и защиты 8. На втором выходе усилител  8 с минимальной задержкой устанавливаетс  пр моугольное переменное напр жение, которое через выпр мительный диод 24 и ограничительный резистор 23 зар жает накопительный конденсатор 22„

Врем  задержки узлом 4 плавного нарастани  опорного напр жени  усилител  3 выбрано таким, что оно превышает врем  зар да накопительного конденсатора 22„ Это обеспечивает формирование импульсов усилителем мощности при пуске источника, необходимых дл  надежного открывани  и закрывани  силового транзистора регулируемого преобразовател  1„ Конденсатор 22 по величине рассчитан таким , чтобы накопленного в нем зар да было достаточно дл  формировани  усилителем 9 мощности необходимого числа плавно нарастающих по длительности импульсов, надежно открывающих и закрывающих силовой транзистор регулируемого преобразовател  1, до достижени  на выходе внутреннего источника 26 напр жени , обеспечивающего нормальную работу усилител  9 мощности При этом разделительный диод 25 отпираетс , а выпр мительный диод 24 запираетс о

Питание усилител  9 мощности импульсов и делител  21 напр жени  в номинальном режиме работы источника осуществл етс  от внутреннего источника 26 напр жени 

При работе устройства на входе трансформаторного датчика тока импульс токового сигнала имеет в начальной части колебательный характер

Дл  создани  линейного наклона достаточной крутизны и стабильности импульса токового сигнала использован узел 13 формировани  токового сигнала .

Значени  дроссел  14, формирующего резистора 15, сглаживающего резистора 17 рассчитаны так, чтобы обеспечить линейный и стабильный с изменением температуры и при продолжительном времени работы наклон вершины импульса токового сигнала, подаваемого через резистор 12 смещени  на неинвертирующий вход усилител  8 защиты . I

На инвертирующем входе усилител  8 защиты установлена с помощью потенциометра и резистора 20 величина напр жени , котора  определ ет значение тока ограничени  в цепи питани  регулируемого преобразовател  1 и, соответственно , тока нагрузки Когда ток нагрузки источника достигает значени  тока ограничени , сформированный токовый сигнал, линейно возрастающий на вершине, превышает потен0

0

5

циал, установленный на инвертирующем входе0

При этом из-за наличи  положительной обратной св зи, образованной диодом 10 и резистором 11, на выходе усилител  8 защиты, скачком устанавливаетс  напр жение положительной пол рности, которое через диод 7 поступает на дополнительный вход ШИМ 5, на выходе которого устанавливаетс  напр жение, которое усиливаетс  усилителем 9 мощности и активно запирает транзистор регулируемого пре11- 5 образовани  1 и, таким образом, ограничивает его коэффициент заполнени  С прекращением тока через токовый датчик на его выходе и на выходе узла 13 формировани  импульса устанавливаетс  напр жение отрицательной пол рности, которое через резистор 12 смешени  снижает потенциал на неинвертирующем входе усилител  8 защиты.

Дл  предотвращени  возврата усилител  8 защиты в исходное состо ние от по вившегос  отрицательного напр жени  на выходе узла 13 формировани  импульса токового сигнала и, таким образом, повторного открывани  транзистора регулируемого преобразовател  1 соотношение между величинами сопротивлений резистора 12 смещени  и резистора 11 обратной св зи выбрано таким, что при установлении напр жени  положительной пол рности на выходе усилител  8 защиты н напр жени  отрицательной пол рности на выходе узла 13 формировани  токового сигнала, потенциал на неинвертирующем входе превышает установленную величину потенциала на инвертирующем входе при положительной пол рности на выходе переменного напр жени  блока 6 вспомогательных напр жений

Дл  возврата усилител  8 защиты .в исходное состо ние синхронно с частотой работы ШИМ 5 с выхода пр моугольного переменного напр жени  блока 6 вспомогательных напр жений напр жение отрицательной пол рности поступает через диод 19 и резистор 18 на неинвертирующий вход усилител  8 защиты , устанавлива  на нем потенциал ниже потенциала его инвертирующего входа

Одновременно отрицательное напр - , жение с инвертирующего выхода пр моугольного переменного напр жени  подаетс  на второй вход ШИМ 5, возвра0

5

0

5

0

5

ща  его в исходное состо ние, а также поступает на второй вход усилител  9 мощности импульсов, продолжа  поддерживать этим на его выходе, соединенном с вводом транзистора регулируемого преобразовател  1, потенциал , запирающий транзистор,,

Уменьшение сопротивлени  нагрузки источника приводит к уменьшению коэффициента заполнени  ШИМ 5 из-за поступающих с выхода усилител  8 защиты импульсов увеличивающейс  длительности Увеличение длительности импул сов обусловлено уменьшением потенциала на инвертирующем входе усилител  8 вследствие вли ни  через резистор 20 уменьшающегос  выходного напр жени  источника0 Это, в свою очередь, приводит к уменьшению длительности и амплитуды импульса тока в цепи питани  регулируемого преобразовател  10

При устранении перегрузки или ко- роткого замыкани  уменьшаетс  величина тока через токовый датчик, а также увеличиваетс  напр жение на выходных выводах источника, что приводит к увеличению потенциала на инвертирующем входе усилител  9 защиты и, следовательно, к увеличению порога ограничени  тока нагрузки

Преимуществом источника стабилизированного напр жени   вл етс  мала потребл ема  мощность от блока вспомогательных напр жений, независ ща  от выходной мощности источника

Это достигнуто тем, что от блока вспомогательных напр жений питаютс  только те функциональные узлы схемы управлени  и защиты источника, которые , потребл   малую мощность,прс  вл ют повышенные требовани  к стабильности питающего напр жени 0

Остальные функциональные узлы питаютс  от блока внутреннего напр жени  источника

Требование минимального потреблени  мощности источником стабилизированного напр жени  от блока вспомо . гательных напр жений  вл етс  йдним из основных, если блок вспомогательных напр жений конструктивно выполнен автономно и предназначен дл  питани  параллельно нескольких источников стабилизированного напр жени , что имеет место, например,в электропитании ЕС ЭВМо

Так как при включении источника стабилизированного напр жени  импуль

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Claims (1)

1. сы открывани  транзистора регулируемого преобразовател  формируютс  после установлени  номинальных значений напр жений питани  узлов управлени  и защиты и плавно увеличиваютс  по длительности, это обеспечивает насыщение открытого транзистора регулируемого преобразовател , надежное его закрывание Таким образом повышаетс  надежность и КПД источника Формула изобретени 

   Источник стабилизированного напр жени , содержащий трансформаторный регулируемый преобразователь, входом подключенный к входным выводам, а выходом - к выходным выводам, усилитель обратной св зи, включающий в себ  делитель выходного напр жени  и источник опорного напр жени , выходом соединенный с первым входом широтно-импульсного модул тора, второй вход которого подсоединен к выходу пр моугольного переменного напр жени  блока вспомогательных напр жений, выход широтно-импульсного модул тора соединен с входом усилител  мощности импульсов, который выходом соединен с входом силового транзистора, коллектор которого через трансформаторный датчик тока соединен с узлом коррекции кривой переключени  силового транзистора, усилитель защиты, инвертирующий вход которого подключен к среднему выводу делител  напр жени  и через первый резистор обратной св зи - к выходному выводу источника, неинвертирующий вход усилител  защиты через резистор смещени  соединен с выходом узла формировани  токового сигнала и через узел возврата защиты, выполненный в виде последовательно соединенных диода и резистора, подсоединен к выходу пр моугольного переменного напр жени  блока вспомогательных напр жений, а выход усилител  защиты соединен через первый диод с дополнительным входом широтно-импульсного модул тора и через второй диод и резистор обратной св зи с неинвертирующим входом усилител  защиты, внутренний источник питани , соединенный с отводом питающей его вторичной обмотки силового трансформатора регулируемого преобразовател , отличающийс  тем что, с целью повышени  надежности и КПД путем уменьшени  потребл емой

   от блока вспомогательных напр жений мощности, в источник стабилизированного напр жени  введены узел задержки и плавного нарастани  опорного напр жени , узел формировани  токового сигнала, выпр мительный диод, ограничительный резистор, накопительный конденсатор, разделительный диод, причем узел задержки и плавного на- растани  опорного напр жени  соединен с усилителем обратной св зи, а к выводам вторичной обмотки трансформаторного датчика тока подсоединен узел формировани  токового сигнала, состо  щий из последовательно соединенных дроссел , шунтированного сглаживающим резистором, и формирующего резистора , а обща  точка соединени  дроссел , формирующего и сглаживающего резисторов  вл етс  выходом узла формировани  токового сигнала,выпр мительный диод соединен анодом с выходом пр моугольного переменного напр жени  блока вспомогательных напр жений , а катодом через ограничительный резистор подсоединен к накопительному конденсатору, разнопол р- ные выводы которой подсоединены к крайним выводам делител  напр жени  и к выводам питани  усилител  мощности импульсов, а также через разделительный Диод соединены с выходными выводами той же пол рности внутреннего источника питани