SU1675871A1 - Ключевой стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитани . Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  защиты стабилизатора от токовых перегрузок, а также снижение пульсаций выходного напр жени . В устройство , содержащее регулирующий эле- мент,1 СО-фильтр и триггер Шмитта, введены генератор пр моугольных импульсов, элемент И-НЕ с открытым выходом, второй триггер Шмитта, триггер защиты и инвертор . Импульсы, вырабатываемые генератором , обеспечивают переключение регулирующего элемента до момента достижени  выходным напр жением уровн  нижнего порога срабатывани  триггера Шмитта При токовой перегрузке переключаетс  второй триггер Шмитта, воздействие выходного сигнала которого обеспечивает опрокидывание триггера защиты и тем самым запирание регулирующего элемента. После устранени  токовой перегрузки с приходом очередного импульса с генератора происходит самовозврат устройства в рабочее состо ние. 3 ил. Ю С

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитани .

Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  защиты стабилизатора от токовых перегрузок и снижение пульсаций выходного напр жени .

На фиг.1 представлена схема стабилизатора; на фиг.2 и 3 - диаграммы напр жений , по сн ющие его принцип действи .

Ключевой стабилизатор посто нного напр жени  содержит последовательно включенные в силовую шину регулирующий элемент LCD-фильтр 2, генератор 3 пр моугольных импульсов, первый 4 и второй 5 триггеры Шмитта, инвертор 6, элемент И- НЕ 7. триггер 8 защиты, сумматор 9, одним из входов соединенный с управл ющим входом стабилизатора 10, делитель 11 напр жени , а также последос ательно соединенные стабилитрон 12 и резистор 13. Выход генератора 1 импульсов подключен к первому входу первого триггера 4 Шмитта и через инвертор 6 - к S-входу триггера 8 защиты, R- и D-входы которого подключены к общей шине, С-вход - к выходу второго триггера 5 Шмитта, а выход-к первому входу элемента И-НЕ 7, выход которого подключен к управл ющему входу регулирующего элемента 1, а второй вход - к выходу первого триггера 4 Шмитта, второй вход которого подключен к выходу сумматора 9, первый вход которого подключен к выходу LCD-фильтра, а второй - к управл ющему входу стабилизатора 10. Делитель 11 напр жени  включен между выходом регулирующего элемента 1 и общей шиной, а его выход соединен с входами второго триггера 5 Шмитта. Анод стабилитО vj

СЛ 00 XI

рона 12 соединен с общей шиной, второй вывод резистора 13 - с входом регулирующего элемента 1, а выводы питани  всех цифровых элементов - с катодом стабилитрона 12 (дл  упрощени  показана запитка только одного элемента).

Стабилизатор работает следующим образом .

Генератор 3 импульсов вырабатывает отрицательные импульсы (фиг.2а), поступающие на первый вход первого триггера 4 Шмитта, в качестве которого используетс  элемент микросхемы 564ТЛ1. На второй вход первого триггера 4 Шмитта поступает сигнал с выхода сумматора 9 на двух резисторах , в котором суммируютс  напр жени  на управл ющем входе 10 стабилизатора (Uy) и на выходе устройства (Увых). Если эта сумма не превышает верхнего порога (Una) срабатывани  триггера 4 Шмитта, то на его выходе установлен потенциал логической единицы, который устанавливает выход элемента И-НЕ 7 с открытым выходом в состо ние логического нул  при условии, если защита от токобой перегрузки не сработала и на выходе триггера 8 установлен потенциал логической единицы. При этом регулирующий элемент 1 открыт и напр жение Е шины питани  поступает в LCD-фильтр 2, в результате чего напр жение на выходе стабилизатора и, следовательно, на первом входе триггера 4 Шмитта растет (фиг.26). В моменты времени ti, т.з, ts напр жение на первом входе триггера 4 Шмитта достигает его верхнего порога срабатывани  и он перебрасываетс  в нулевое состо ние (фиг.2в), закрыва  элемент 7 и регулирующий элемент 1, после чего напр жение на выходе стабилизатора снижа сь, поддерживаетс  за счет энергии, запасенной в емкости и индуктивности фильтра 2.

В моменты t2, t4, te на второй вход триггера 4 поступают отрицательные импульсы с генератора 3, перебрасывающие триггер 4 в единичное состо ние (фиг.2в) несмотр  на то, что напр жение на его первом входе не достигло его нижнего порога (Упн) срабатывани . Принудительный переброс триггера 4 импульса ми генератора 3 позвол ет получить уровень пульсаций выходного напр жени  значительно ниже величины гистерезиса триггера 4 Шмитта. Причем уровень пульсаций снижаетс  с повышением частоты генератора 3.

Поскольку порог срабатывани  триггера 4 зависит or напр жени  его питани , то оно стабилизируетс  с помощью стабилитрона 12 и резистора 13. Дл  согласовани  по уровню сигналов этим же напр жением запитываютс  остальные цифровые элементы , которые по соображени м потреблени  и быстродействи  целесообразно выбирать из серии 564.

Работа стабилизатора в режиме блокировки при токовой перегрузке на выходе иллюстрируетс  диаграммами, изображенными на фиг.З, которые до момента п токовой перегрузки соответствуют диаграммам фиг.2. В момент t на втором входе триггера

0 4 Шмитта устанавливаетс  нулевой потенциал (фиг.Зб), а на его выходе - единичный. Ток, протекающий через транзистор регулирующего элемента 1 и индуктивность фильтра 2, начинает расти, и при некотором его

5 значении транзистор начинает выходить из режима насыщени . При этом в момент ts на входе второго триггера 5 Шмитта напр жение снижаетс  до его нижнего порога срабатывани  (фиг.Зд) и D-триггер 8

0 перебрасываетс  в нулевое состо ние (фиг.Зж), а элемент И-НЕ 7 в единичное состо ние (фиг.Зг), выключа  регулирующий элемент 1.

В момент tg на S-вход триггера 8 посту5 лает короткий положительный импульсе выхода инвертора 6 (фиг.Зг), который устанавливает триггер 8 в единичное состо ние (фиг.Зж), что приводит элемент И-НЕ 7 в нулевое состо ние, разрешающее включе0 ние элемента 1. В этот момент, благодар  индуктивности фильтра 2 ток нарастает постепенно и транзистор еще насыщен. При этом напр жение на входе триггера 5 пре5 вышает верхний порог его срабатывани , перебрасыва  его в нулевое состо ние (фиг.Зе). Далее регулирующий элемент 1 оп ть начинает выходить из режима насыщени , и в момент tio процесс повтор етс 

0 аналогично моменту te.

При сн тии токовой перегрузки (в момент tn) процесс установлени  напр жени  на выходе возобновл етс  в момент ш при поступлении импульса с выхода генератора

5 3 через инвертор 6, который устанавливает триггер 8 защиты в единичное состо ние, разрешающее нормальную работу стабилизатора .

Минимальное врем  включени  регули0 рующего элемента 1 определ етс  длительностью импульса генератора 3, которую выбирают такой, чтобы при минимальной нагрузке она не превысила требуемое врем  открытого состо ни  регулирующего эле5 мента 1 на каждом такте работы стабилиза- т.ора дл  обеспечени  необходимого выходного напр жени .

Обеспечение защиты от токовых перегрузок и автоматическое восстановление работоспособности после устранени  перегрузки позвол ют повысить надежность стабилизатора , а его принцип функционировани  обуславливает малый уровень пульсаций выходного напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ключевой стабилизатор посто нного напр жени , содержащий последовательно включенные в силовую шину регулирующий элемент и LCD-фильтр, первый триггер Шмитта и последовательно соединенные стабилитрон и резистор, причем анод ста- билитрона подключен к общей шине, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  защиты от токовых перегрузок, а также снижени  пульсаций выходного напр жени , в него введе- ны генератор пр моугольных импульсов, элемент И-НЕ с открытым выходом, сумматор , делитель напр жени , второй триггер Шмитта, триггер защиты и инвертор, при этом выход генератора импульсов подклю-

   чен к первому входу первоготриггера Шмитта и через инвертор - к S-входу триггера защиты, R- и D-входы которого подключены к общей шине, С-вход - к выходу второго триггера Шмитта, а выход - к первому входу элемента И-НЕ, выход которого подключен к управл ющему входу регулирующего элемента , а второй вход - к входу первого триг- гера Шмитта, второй вход которого подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен, к выходу LCD- фильтра, а второй - к управл ющему входу стабилизатора, делитель напр жени  включен между выходом регулирующего элемента и общей шиной, а его выход соединен с входами второго триггера Шмитта, кроме того, выводы питани  цифровых элементов подключены к катоду стабилитрона, а второй вывод резистора соединен с входным выводом регулирующего элемента.

   (

   Ј

   в

   8

   Фиг.1

   6

   8

   t.

   V

   ФигЗ

   Фиг.2

   t9 10

   t