SU1725355A1

SU1725355A1 - Стабилизированый источник электропитани

Info

Publication number: SU1725355A1
Application number: SU904815501A
Authority: SU
Inventors: Алексей Андреевич Бас; Сергей Анатольевич Тараканов; Сергей Юрьевич Мясников
Original assignee: Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение используетс дл преобразовани посто нного напр жени в посто нное в источниках вторичного электропитани . Сущность изобретени : регулирование выходного напр жени путем изменени длительности управл ющих импульсов от нул до максимума при посто нной длительности паузы между ними, что позвол ет стабилизировать выходное напр жение в диапазоне нагрузок от максимальной до полного холостого хода. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани .

Известны источники питани на базе стабилизирующих преобразователей, со-, держащие силовые управл емые ключи, трансформатор с выпр мителем и фильтром , причем дроссель фильтра включен последовательно в цепи посто нного тока.

Недостатком устройств вл ютс увеличенные габариты фильтра, поскольку дроссель подмагничиваетз посто нным током.

Известен двухтактный стабилизирующий конвертор, где указанный дроссель включен в цепь переменного тока, а регулирование выходного напр жени осуществл етс ограничением амплитуды тока дроссел на заданном уровне.

Недостатком данного источника питани вл етс невозможность его работы при холостом ходе нагрузки, так как и в этом случае частота преобразовани конвертора бесконечно возрастает.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем обеспечени стабилизации выходного напр жени вплоть до нулевого тока нагрузки.

Поставленна цель достигаетс тем, что в источник электропитани , содержащий регулируемый конвертор, формирователь управл ющего напр жени , первое пороговое устройство и источник опорного напр жени введены усилитель рассогласовани , св занный через параллельно соединенные источник тока, врем задающий конденсатор и разр дный ключ с входом первого порогового устройства, выход которого через ждущий мультивибратор, RCD-цепочку и второе пороговое устройство св зан с формирователем управл ющего напр жени .

На фиг. 1 представлена схема источника питани ; на фиг. 2 - вариант исполнени части модул тора и зависимость тока от выходного напр жени конвертора; на фиг. 3 - временные диаграммы работы схемы,

Стабилизирующий источник электропитани содержит регулируемый конвертор 1,

(Л

С

vi ю ел со

СП

ел

транзисторы которого через формирователь 2 управл ющего напр жени и первое пороговое устройство 3 св заны с источником 4 опорного напр жени , выход которого св зан с первым входом, а выход конвертора 1-е вторым входом усилител 5 рассогласовани , выход которого соединен с управл ющим входом источника 6 тока , св занного с врем задающим конденсатором 7, разр дным ключом 8 и последовательно соединенным вторым пороговым устройством 9, одновибратором 10 и RCD-цепочкой 11. Элементы схемы 8, 9 и 10 могут быть выполнены на RS-триггере 12, диодах 13 и 14, конденсаторе 15, резисторе 16 и инверторе 17.

Стабилизирующий источник электропитани работает следующим образом.

В зависимости от выходного напр жени конвертора UH1 ток зар да б врем за- дающего конденсатора 7 измен етс в пределах, указанных на фиг. 2. Если стабилизируемое напр жение меньше, чем опорное (выход узла 4), то ток зар да конденсатора 7 (выходной ток управл емо- го источника 6 тока) имеет минимальное значение, а длительность зар да конденсатора 7 до напр жени срабатывани порогового устройства 9 будет наибольшей (фиг. 3,а). После срабатывани порогового уст- ройства 9 запускаетс одновибратор 10. В течение длительности импульса одновибра- тора tio осуществл етс сброс напр жени на конденсаторе 7 посредством ключа 8 и зар д конденсатора RCD-цепочки 11. После окончани импульса одновибратора 10 начинаетс зар д конденсатора 7 от источника 6 тока и разр д конденсатора цепочки 11, что позвол ет сформировать на выходе порогового устройства 3 импульс фиксирован- ной длительности tn передний фронт которого совпадает с импульсом одновибратора 10, а задний задержан на фиксированный интервал времени (tn-tio), в течение которого вновь зар жаетс конден- сатор 7, причем силовые транзисторы конвертора 1 на интервале tn закрыты.

Длительности интервалов накоплени и передачи энергии в дросселе конвертора 1 определ ютс соотношени ми

1 +М ... 1-М

tH

Htn

4f 4f где М Ун/КтрЕ - относительное напр жение на нагрузке;

f - частота преобразовани конвертора. До тех пор, пока длительность интервала передачи энергии тп будет больше фиксированной паузы tn, имеет место процесс непрерывной передачи энергии в конденсатор фильтра Сн.

Уменьшение тока нагрузки будет отрабатыватьс увеличением частоты (ростом тока le и уменьшением tg) и при tn tn наступит граничный режим, где мощность нагрузки определитс соотношением 111 „ 4fо

Рн Р

m

Pmt11

t пмакс 1 - М

где fo - минимальна частота преобразовател , соответствующа току Мин на фиг. 2.

Дальнейшее уменьшение тока нагрузки приведет к по влению интервалов времени, в течение которых ток дроссел будет равен нулю, причем относительна длительность этих интервалов будет расти и максимальна частота импульсов на выходе одновибратора 10 в пределе составит I Аи. при этом длительность открытого состо ни силовых транзисторов будет равна нулю, что соответствует режиму полного холостого хода нагрузки. Минимальное врем зар да конденсатора 7 определитс KaKtn-tio, причем отношение

t 11 - t 10 I макс ,Q

t ЭмаксI мин

без каких-либо осложнений реализуетс на практике и обеспечивает стабилизацию выходного напр жени источника питани вплоть до полного холостого хода нагрузки в ограниченном диапазоне изменени частоты управл ющих импульсов.

На временных диаграммах фиг. 3 представлены три режима работы, соответствующие:

а)максимальной мощности нагрузки РН Рт.

б)Рн 0,45Рт Ргр 0,6 Рт;

в)Рн 0,05 Рт « Ргр

при этом источник питани имеет следующие параметры: fo 20 кГц, т.Нмакс 20 мкс, Т.пмакс 5 МКС, tl 1 3 МКС, М 0,6, f макс 166 кГц, к.з.

Claims

Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечени стабилизации выходного напр жени при изменении мощности нагрузки от нул , т.е. режима полного холостого хода, до максимума в ограниченном диапазоне изменени частоты преобразовани . Формула изобретени 1. Стабилизированный источник электропитани , содержащий регулируемый конвертор , силовые транзисторы которого через формирователь управл ющего напр жени и первое пороговое устройство св заны с источником опорного напр жени , отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем обеспечени стабилизации выходного напр жени вплоть до полного холостого хода нагрузки, в него ведены усили- тель рассогласовани , управл емый источник тока, врем задающий конденсатор , разр дный ключ, одновибратор. RCD- цепочку, состо щую из включенных последовательно конденсатора и резистора с параллельным ему диодом, и второе пороговое устройство, причем один вход усилител рассогласовани св зан с выходом конвертора, другой - с источником опорного напр жени , а выход - с управл ющим входом источника тока, включенным параллельно с врем задающим конденсатором и разр дным ключом, соединенными с вхо0

5

дом первого порогового устройства, выход которого через одновибратор св зан с управл ющим входом разр дного ключа и входом RCD-цепочки, выход которой через второе пороговое устройство соединен с формирователем управл ющего напр жени .
2. Источник поп. 1,отличающий- с тем, что пороговое устройство, одновибратор и разр дный ключ выполнены на RS- триггере, причем Q-выход триггера соединен с S-входом через инвертор и параллельные диод и резистор, кроме того, к R-входу подключен второй конденсатор, а Q-выход св зан с RCD-цепочкой.

Фиъ.1

,, min

н