Claims (3)
Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть исполь зовано при разработке вторичных источ ников электропитани , способных совмещать в себе функции первичных источ ников электропитани различных типов. Известны вторичные источники элект ропитани , выполненные по схеме с регулирующим органом непрерывного типа и обладающие высокими динамическими характеристиками II . Недостатком такого источника вл етс низкий КПД. Известны также вторичные источники электропитани , в которых повышение КПД обеспечиваетс использованием ключевого режима работы регулирующего органа 2 . - . Недостатком известных схем вл етс их низкие динамические свойства. Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением вл етс вторичный источник электропитани , содержащий р д преобразователь ных чеек-источников тока, входы которых соединены с входными зажимами вторичного источника электропитани , а выход одной из них непосредственно, а выходы других через диодно-транзисторный коммутатор - с выходными зажи мами вторичного источника электропитани , р д компараторов, выходы которых соединены с управл ющими входами диодно-транзисторного коммутатора , первые входы - с выходами источников опорного напр жени , а вторые входы - с выходом датчика тока, линейный регул тор, силова цепь которого подключена параллельно выходным зажимам, а управл ющий вход - к выходу схемы сравнени , и делитель выходного напр жени , подключенный к выходным зажимам И Недостатком известного электропитани вл етс узка область применени , вследствие специализированного назначени - как имитатора солнечных батарей. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей вторично го источника электропитани . Эта цель достигаетс тем, что вто ричный источник электропитани , содержащий р д преобразовательных чеек-стабилизаторов тока, диодно-транзисторного коммутатора компараторы, линейный регул тор, делитель выходно го напр жени , датчик тока и схему сравнени , снабжен генератором управ л ющих напр жений и переключателем режима работы на три положени , в каждом из положени которого входы схемы сравнени соединены соответственно с выходом делител выходного напр жени и выходом генератора управл ющих напр жений, с выходом генератора управл ющих напр жений и выходом датчика тока, с делителем выходного.напр жени и выходом датчика тока. На фиг. 1 представлена функционал на схема вторичного источника питани ; на фиг. 2 - зависимость выходно го напр жени тока и тока в линейном регул торе от величины тока нагрузки; на фиг. 3 временные диаграммы напр жени на выходньсс зажимах источ ника и тока нагрузки источника в режиме генерации импульсов напр жени и тока произвольной формы;, на фиг. 4 внешн характеристика вторичного ис точника электропитани в режиме имитации работы источника ограниченной мощности. Источник содерлсит р д преобразова тельных чеек-стабилизаторов 1 тока, коммутатор 2, компаратор 3, линейный регул тор 4, схему 5 сравнени , дели тель 6 вькодного напр жени , переклю чатель 7 режима работы, генератор 8 напр жений, датчик 9 тока, источники 10 опорного напр жени , входные зажи мы 11 и выходные зажимы 12. На чертежах прин ты следующие обозначени : 3q - выходной ток преобразовательной чейки 1; 4 - ток линейного регул тора 4; Л суммарный ток всех преобразовательных чеек; ,,.,. напр жени на выходах соответствующих источников 10 /опорного напр жени ; С ц - ток нагруз ки вторичного источника электропитани - ток короткого замыкани вторичного ичточника электропитани ; и - напр жение на входньк зажимах М; Уц-- напр жение на выходных зажимах 12; Uift - напр жение на выходе генератора 8 управл ющих напр жений; Ug - напр жение на выходе датчика 9 тока. Входы всех преобразовательных чеек 1 соединены с входньми зажимами 11, а выходы через диодно-транзисторные ключи коммутатора 2-е выходными зажимами 12 вторичного источника электропитани , причем выход одной , преобразовательной чейки подключен к выходным зажимам 12 непосредственно . Управл ющие входы диодно-транзисторных клзочей св заны с вьшодами компараторов 3, инвертирующие входы которых подключень к источникам опорных напр жений, а неинвертирующие к выходу датчика 9 тока. 4Нинейньш регул тор 4, шунтирующий общий выход чеек, своим управл ющим входом соединен с выходом схемы 5 сравнени , причем неинвертирующий вход схемы 5 с помощью переключател 7 режима работы подключаетс к вьпсоду делител выходного напр жени и выходу генератора 8 управл ющих напр жений , а инвертирующий - к выходу генератора 8 управл ющих напр жений и выходу датчика 9 тока. Источник работает.следующим образом . Выходное напр жение датчика 9 тока Ug при своем изменении в зависимости от тока нагрузки.3ц проходит последовательно уровни срабатьшани компараторов 3, обеспечива тем самым переключение транзисторных ключей коммутатора 2 и подключение нужного числа преобразовательных чеек 1 к нагрузке (фиг. 2а). В зависимости от положени переключател 7, источник работает в одном из трех возможных режимов: режиме повторени выходным напр жением, формы и величины управл ющего напр жени снимаемого с генератора 8; режиме повторени током нагрузки формы и величины напр жени генератора 8; режиме имитации работы источника ограниченной мощности. В первом режиме, неинвертирующий вход схемы 5 подключен к выходу делител 6 выходного напр жени , а инвертирующий - к выходу генератора 8 управл ющих напр жений. Схема 5 сравнени , управл линейным регул тором 4, поддерживает минимальной ошибку рассогласовани между выходным напр жением делител 6 и выходным напр жением генератора 8. При этом величи ,на тока протекающего по линейному ре гул тору 0 измен етс в зависимости от тока нагрузки по кривой (фиг. 25), Напр жение на выходе источника в этом режиме отслеживает выходное напр жение генератора 8, т.е. при посто нной величине Ug источник работает в режиме стабилизации выходного напр жени , а при импульсном характе ре и g - в режиме генерации импульсов напр жени произвольной формы (фиг. 30;. Так как во вторичном источнике электропитани отсутствуют сглаживающие реактивные элементы, то его частотные свойства определ ютс частотными характеристиками линейного регул тора 4 и временем срабатывани компараторов 3 и коммутаторов 2. Поэтому вторичный источник электропитани облада высоким быстродействием, способен обеспечить усиление управл ющих импульсов высокой частоты (несколько дес тков килогерц. Во втором режиме с помощью переключател 7 неинвертирующий вход схемы 5 соединен с выходом генератора 8, а инвертирующий - с выходом датчика 9, и вторичный источник электропитани в зависимости от формы выходног напр жени генератора управл ющих напр жений работает или в режиме стабилизации тока нагрузки или в режиме генерации импульсов тока произвольной формы (фиг. 3 5) . В режиме имитации источника ограниченной мощности инвертирующий вход схемы сравнени подключаетс к выходу датчика тока, а неинвертирующий к делителю выходного напр жени . Этот режим отличаетс от первого тем что опорное напр жение схемы сравнени уменьщаетс с увеличением тока нагрузки (фиг. 2ч).. выходна вольт-амперна характеристика источника в этом режиме i-n-ieет вид, представленный на фиг. 4. Таким образом, введение в источник генератора 8 и переключател 7 позвол ет существенно расширить его функциональные возможности. Источник может быть использован как стабилиза тор тока или напр жени , как генератор импульсов тока или напр жени произвольной формы и большой мощности , а также как имитатор первичных источников питани ограниченной мощности. Формула изобретени Вторичный источник электропитани содержащий р д преобразовательных чеек-источников тока, входы которых соединены с входными зажимами вторичного источника электропитани , выход одной из них непосредственно, а выходы других через диодно-транзисторный коммутатор - с выходными зажимами вторичного источника электропитани , р д компараторов, выходы которых соединены с управл ющими входами диодно-транзисторного коммутатора, первые входы - с выходами источников опорного напр жени , а вторые входы - с выходом датчика тока, линейный регул тор, силова цепь которого подключена параллельно выходным зажимам , а управл ющий вход - к выходу схемы сравнени , и делитель выходного напр жени , подключенный к выходным зажимам, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей вторичного источника электропитани , он снабжен генератором управл ющих напр жений и переключателем режима работы на три положени , в каждом из положений которого входы указанной схемы сравнени соединены соответственно с выходом делител выходного напр жени и выходом генератора управл ющих напр жений, с выходом генератора управл ющих напр жений и выходом датчика тока, с делителем в.ыходного напр жени и выходом датчика тока . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Источники электропитани на полупроводниковых приборах. Пбд ред. С. Д. Додика, Е. И. Гальперина. М., Советское радио, 1969. The invention relates to converter technology and can be used in the development of secondary power sources capable of combining the functions of various types of primary power sources. Secondary sources of power supply are known, made according to a scheme with a regulating body of continuous type and possessing high dynamic characteristics II. The disadvantage of this source is low efficiency. Secondary power supplies are also known in which the increase in efficiency is ensured by using the key operating mode of the regulator 2. -. A disadvantage of the known schemes is their low dynamic properties. Closest to the proposed invention, the technical solution is a secondary power supply, containing a number of converter cells-current sources, the inputs of which are connected to the input terminals of the secondary power source, and the output of one of them directly, and the outputs of the others through a diode switch the output terminals of the secondary power supply, a number of comparators, the outputs of which are connected to the control inputs of the diode-transistor switch, the first inputs - to the outputs of the source the reference inputs and the second inputs are with the current sensor output, the linear regulator, the power circuit of which is connected in parallel to the output terminals, and the control input to the output of the comparison circuit, and the output voltage divider connected to the output terminals And the disadvantage of the known power supply is a narrow field of application, due to its specialized purpose, as a simulator of solar cells. The purpose of the invention is to enhance the functionality of the secondary power supply. This goal is achieved by the fact that the secondary power supply, containing a series of converter cells-current stabilizers, a diode-transistor switch, comparators, a linear regulator, an output voltage divider, a current sensor and a comparison circuit, is equipped with a control voltage generator and a three-position operation mode switch, in each of which position the inputs of the comparison circuit are connected respectively to the output of the output voltage divider and the output of the control voltage generator, to the output of the generator control voltages and a current sensor output, with an output voltage divider and a current sensor output. FIG. Figure 1 shows the functionality of the secondary power supply circuit; in fig. 2 - dependence of the output voltage of the current and the current in the linear regulator on the magnitude of the load current; in fig. 3 time diagrams of the output voltage at the source terminals and the load current of the source in the mode of generating voltage and current pulses of an arbitrary shape ;, FIG. 4 is an external characteristic of the secondary power source in the mode of imitation of a limited power source. The source contains a number of current transformer cells-stabilizers 1, switch 2, comparator 3, linear regulator 4, comparison circuit 5, split voltage divider 6, operating mode switch 7, voltage generator 9, current sensor 9, sources 10 of the reference voltage, input terminals 11 and output clips 12. In the drawings, the following symbols are accepted: 3q is the output current of the converter cell 1; 4 - current of the linear regulator 4; L is the total current of all converter cells; ,,. voltage at the outputs of the respective sources 10 / reference voltage; С ц - load current of the secondary power source - short circuit current of the secondary power source; and - the voltage at the input terminals M; Yc is the voltage at the output terminals 12; Uift is the voltage at the output of the generator 8 of control voltages; Ug is the voltage at the output of current sensor 9. The inputs of all converter cells 1 are connected to the input terminals 11, and the outputs through the diode-transistor switches of the switch are the 2nd output terminals 12 of the secondary power supply, and the output of one converter cell is connected to the output terminals 12 directly. The control inputs of diode-transistor switches are connected to the comparators 3, the inverting inputs of which are connected to the sources of reference voltages, and not inverting to the output of current sensor 9. 4 A linear regulator 4, which shunts the common output of the cells, is connected to the output of the comparison circuit 5 by its control input, and the non-inverting input of the circuit 5 is connected to the output voltage divider output and control inverter 8 by means of the operating mode switch 7, and the inverting output voltage divider 8 - to the output of the control voltage generator 8 and the output of the current sensor 9. The source works as follows. The output voltage of the current sensor Ug 9, when changing depending on the load current, passes successively the levels of operation of the comparators 3, thereby switching the transistor switches of switch 2 and connecting the required number of converter cells 1 to the load (Fig. 2a). Depending on the position of the switch 7, the source operates in one of three possible modes: repetition mode by the output voltage, the shape and size of the control voltage taken from the generator 8; the mode of repetition by the load current of the form and magnitude of the voltage of the generator 8; mode of imitation of a limited power source. In the first mode, the non-inverting input of the circuit 5 is connected to the output of the output voltage divider 6, and the inverting input is connected to the output of the generator 8 control voltages. The comparison circuit 5, by controlling the linear regulator 4, maintains a minimum mismatch error between the output voltage of the divider 6 and the output voltage of the generator 8. At the same time, the current flowing through the linear regulator 0 varies depending on the load current along the curve ( Fig. 25). The voltage at the source output in this mode monitors the output voltage of the generator 8, i.e. at a constant value of Ug, the source operates in the stabilization mode of the output voltage, and in the case of a pulsed character and g, in the mode of generating voltage pulses of arbitrary shape (Fig. 30; since the secondary power supply has no smoothing reactive elements, its frequency properties are determined by the frequency characteristics of the linear controller 4 and the response time of the comparators 3 and switches 2. Therefore, the secondary power supply has high speed, is able to provide amplification in high-frequency driving pulses (several tens of kilohertz. In the second mode, using the switch 7, the non-inverting input of the circuit 5 is connected to the output of the generator 8, and the inverting input - to the output of the sensor 9, and the secondary power supply, depending on the output voltage of the control generator Voltage works either in the mode of stabilization of the load current or in the mode of generation of current pulses of arbitrary shape (Fig.3.5). In the mode of imitation of a source of limited power the inverting input of the comparison circuit is connected output current sensor, and to the noninverting output voltage divider. This mode differs from the first one in that the reference voltage of the comparison circuit decreases with an increase in the load current (Fig. 2h). The output volt-ampere characteristic of the source in this mode, i-n-ieet, is shown in FIG. 4. Thus, the introduction of the generator 8 and the switch 7 into the source allows to significantly expand its functionality. The source can be used as a stabilizer of the current or voltage, as a generator of current pulses or voltages of arbitrary shape and high power, as well as a simulator of primary power sources of limited power. Claims of the invention A secondary power supply containing a series of converter cells-current sources, the inputs of which are connected to the input terminals of the secondary power supply, the output of one of them directly, and the outputs of the others through the diode-transistor switch, to the output terminals of the secondary power supply, the outputs of which are connected to the control inputs of the diode-transistor switch, the first inputs to the outputs of the voltage sources, and the second inputs to the output of the sensor a current, a linear regulator, the main circuit of which is connected in parallel to the output terminals, and a control input to the output of the comparison circuit, and an output voltage divider connected to the output terminals, characterized in that, in order to expand the functionality of the secondary power supply, it is equipped with a generator of control voltages and a switch of operating mode for three positions, in each of whose positions the inputs of the specified comparison circuit are connected respectively to the output of the output voltage divider and the output of the generator of control voltages, with the output of the generator of control voltages and the output of the current sensor, with the divider of the output voltage and the output of the current sensor. Sources of information taken into account during the examination 1. Power sources on semiconductor devices. Pbd ed. S.D. Dodika, E.I. Halperin. M., Soviet Radio, 1969.
2.Моин В. С., Лаптев Н. И. Стабилизированные транзисторные преобразо-. ватели. М., Энерги , 1972. 2. Moin VS, Laptev N. I. Stabilized transistor transforms. drivers M., Energie, 1972.
3.Проблемы преобразователей т хники II, ИЭД АИ УССР, Киев, 1979, с. 158-161 (прототип .3. Problems of transducers t II, IED AS USSR, Kiev, 1979, p. 158-161 (prototype.