SU553603A1 - Система стабилизированного электропитани посто нным напр жением - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в системах электропитани  аппаратуры автоматики, вычислительной техники и св зи.

Известны системы стабилизированного электропитани  посто нным напр жением, которые позвол ют уменьшить выбросы напр жеии  в переходных процессах 1. Однако эти устройства не обеспечивают эффективной динамической стабилизации при провалах входного напр жени .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  система стабилизированного электропитани  посто нным напр жением 2, содержаща  основной вторичиый источник посто ииого напр жени , включенный параллельно выходу системы и первому блоку динамической стабилизации, дополнительный источник иитани , например аккумул торную батарею, подключенную к выходу системы через второй блок динамической стабилизации , и включенные последовательно резистор и конденсатор, объединенные выводы которых подключены ко входам обоих блоков динамической стабилизации.

Недостатком известного устройства  вл етс  наличие ложных срабатываний транзисторных блоков вне зоны стабилизации выходиого напр жени  как в аварийных переходиых режимах, привод щих к потере стабилизации (перегрузка, короткое замыкаине, псчезновеиие переменного напр жени  без переключени  на резерв и т. д), так и в режимах пуска и выхода основного источника из режима перегрузки илп короткого замыкани . Из-за ложных срабатываний транзисторные блоки могут выйти из стро . Кроме этого, в упом нутых переходных режнмах не обеспечнваетс  снижение выходных перенапр жений, свойственных выпр мител м с LC-фильтрами.

Нель изобретени  - повыщенпе надежности и умеиьшеиие выбросов выходного напр жени  устройства в аварийных переходиых режимах, перечислеиных выше.

Указаииа  цель достигаетс  тем, что система стабилизированного электропитани  посто нным напр жением, содержаща  осиовной вторичный источник посто нного напр жени , включенный параллельно выходу системы и первому блоку динамической стабилизации , дополнительиый источник иитанн , ианример аккумул торную батарею, подключенную к выходу системы через второй блок динамической стабилизации и включенные последовательно резистор и коидеисатор, объединенные выводы которых подключены ко входам обоих блоков динамнческой стабнлизации , сиабжена компаратором иа траизнсторе с опорным элементом в эмиттерной цепи , коллектор которого через резистор подключен к выходу конденсатора, не св занному со входамн блоков динамической стабилизации , через дополнительно введенный диод подключенного к общей шине системы.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема системы.

Система содержит основной вторичный источник 1 посто нного напр х ени , например сетевой выпр митель со сглаживающим фильтром , дополнительные (резервный) источник 2 посто нного напр жени , например аккумул торную батарею, один полюс которой отсоединен от нагрузки 3 и подключаетс  к ней при исчезновении выходного напр жени  основного вторичного источника 1, а также первый и второй блоки динамической стабилизации 4 и 5. Первый блок динамической стабилизации 4 включен параллельно нагрузке 3, а второй блок стабилизации 5 включен между разъединенными полюсами дополнительного источника 2 и нагрузки 3. Входы транзисторных блоков динамической стабилизации 4 и 5 подключены параллельно выходу устройства через конденсатор 6 обратной св зи.

Новым элементом предложенного устройства электропитани   вл етс  дополнительно введенный диод 7, включенный в цепь конденсатора 6 в направлении его зар да, причем в цепь отпирающего смещени  диода 7 включен транзистор 8 компаратора 9 выходного напр жени  с опорным элементом 10 и резисторами И, 12 делител . В цепь питани  маломощного транзистора 13 блока динамической стабилизации 4 включен стабилитрон 14. Система содержит также контакты 15 автоматического переключател .

Принцип действи  устройства электропитани  заключаетс  в следующем. Основной вторичный источник 1 обеспечивает номинальное напр жение на нагрузке 3, а дополнительный ИСТОЧНИК 2, напр жение которого больше напр жени  на нагрузке 3, отсоединен от последней. Если переменна  составл юща  выходного напр жени  основного вторичного источника 1 больще какого-то значени , определ емого чувствительностью входов транзисторных блоков динамической стабилизации 4 и 5, то последние работают в усилительном режиме класса «В и ограничивают пульсацию. Точно так же транзисторные блоки динамической стабилизации 4 и 5 действуют при отклонени х выходного напр жени  вследствие импульсного изменени  тока нагрузки 3, способству  уменьшению провалов напр жени  при набросе нагрузки 3 и выбросов - при ее сбросе. Блоки динамической стабилизации 4 и 5 управл ютс  емкостным током конденсатора 6 обратной св зи.

Если дополнительный источник 2 примен етс  как резервный, подсоедин емый через контакт 15 автоматического переключател  на выходе основного вторичного источника 1,

то транзисторный блок 5 динамической стабилизации обеспечивает непрерывность питани  нагрузки 3 па врем , необходимое дл  срабатывани  электромеханического переключател . Также и при обратном переключении, когда подсаживаетс  напр л ение на основном вторичпом источнике 1 питани , так как на него внезапно переходит вс  нагрузка, блок динамической стабилизации 5 создает

10 дополнительный переходный ток, способствующий поддержанию напр жени  на нагрузке 3.

При работе устройства с номинальным выходным напр жением диод 7 открыт и напр жение на нем практически неизменно. Ток смещени  диода 7 ограничивает максимально возможный ток разр да конденсатора 6. Поэтому при к. 3. в нагрузке 3, когда напр жение на нагрузке 3 начинает резко снижатьс ,

20 днод 7 запираетс , а конденсатор 6 разр жаетс  определенным током на цепь смещени  диода 7. Это позвол ет исключить токовую перегрузку блока динамической стабилизации 5. По мере уменьшени  выходного напр жени  устройства увеличиваетс  напр л ение на наход щихс  в линейном peH-iHMe транзисторах блока динамической стабилизации 5 и рассеиваема  на них мощность, что приводит в известных устройствах к выходу транзисторов из стро . Однако, как только напр жение с резисторов 11, 12 станет меньще напр жени  опорного элемента 10, транзистор 8 отсекает цепь разр да конденсатора 6. При этом запираютс  все транзисторы блока 5 и

5 последние оказываютс  защищенными.

Уставка компаратора 9 выбираетс  меньше минимального уровн  напр жени  стабилизации на нагрузке 3.

0 В режиме короткого замыкани  нарастает выходной ток основного вторичного источника 1 и запасенна  в его дросселе фильтра энерги . При исчезновении к. з., например, вследствие перегорани  местного предохранител , напр жение начинает возрастать. Основной источник развивает значительную мгновенную мощность, так как идет зар д его выходных конденсаторов и емкости в нагрузке 3. Поэтому подключение к нему дополнительной нагрузки, т. е. транзисторов блока динамической стабилизации нежелательно . Это не происходит в предложенном устройстве, так как конденсатор 6 зар жен и диод 7 заперт до тех пор, пока напр жение

5 на нагрузке 3 не приблизитс  к напр жению на конденсаторе, близкому к номинальному значению. Именно в этом интервале переходного процесса необходимо подключение транзисторного блока динамической стабилизации 4, который способствует наилучшему гашению выброса. С другой стороны, такое включение способствует уменьшению временного интервала работы блока динамической стабилизации 4, т. е. снижает рассеиваемую

на нем мощность.

При пуске основного вторичного источника 1, например выпр мител , также нежелательно подключение блока динамической стабилизации 4 в начальный момент пуска, так как увеличиваетс  пусковой ток и врем  пуска. Точно так же, как п при выходе из режима к. 3., дл  сн ти  выбросов при пуске блок динамической стабилизации 4 включатьс  в работу при приближении к номинальному уровню выходного напр жени  и прин ть на себ  ток, равный току зар да выходных конденсаторов. При пуске конденсатор 6 не зар жен предварительно и на вход блока динамической стабилизации 4 поступает сигнал на отпирание его транзисторов. Однако полное срабатывание каскада становитс  возможным лишь тогда, когда напр жение на выходе устройства будет больше напр жени  пробо  стабилитрона 14, включенного в цепь питани  транзистора 13 блока динамической стабилизации.

Claims (2)

1.«Источники электропитани  на полупроводниковых приборах, под ред. С. Д. Додика и Е. И. Гальперина, изд. Советское радио, 1969 г., с. 203.

2.Авторское свидетельство № 404066 кл. G 05f 1/56, 1973 г. - (прототип).