Многоканальный стабилизированный источник питания Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

мента ИЛИ к со вторым входом второго элемента И, а через элемент задержки с установочным входом второго счетчика, счетный вход которого

подключен к выходу второго элемента: Н, при этом выход элемента ИЛИ соединен с выходомблока формирования зеркальных импульсов.

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБНЛНЗНРОВАННЫП ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий низкочастотный выпрямитель; входом соединенный с входной клеммой, а выходом - с входом импульсного стабилизатора, выход которого подсоединен к первичной обмотке высокочастотного трансформатора с вторичными обмотками по числу каналов, подключенными через блок управляемых выпрямителей к соответствующим входам блока накопительных элементов, выходы которых подсоединены к соответствующим выходным клеммам и через блок коммутируег ых элементов к управляющему входу импульсного стабилизатора, импульсный. выход которого, через блок выделения, фронта И шульса соединен с входом кольцевого распределителя, выходад которого подключены к управлякицим входам соотаетствукмдих коммутируемых элементов, отличаюцийс я тем, что, с иелью увеличения числа, рабочих каналов .без увеличения габаритов накопительных элементов, в него введены генератор импульсов и блок формирования зеркальных импульсов, причем первый зход блока формирования зеркальных икетульсов соединен с введенным вторьам импульсным выходом импульсного стабилизатора, введенный выход сигнала начальной установки которого подключен к введенному дополнительному входу кольцевого распределителя и к входу начальной установки блока формирования зеркальных импульсов, выходы кольцевого распределителя подсоединены к соответствующим канальным входам блока формирования зеркальных импульсов, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока управляемых выпрямителей, при этом выход генератора импульсов подсоединен к второму входу блока формирования зеркальных импульсов. 2,. Источник питания по п. 1, отличающийся тем, что ё блок формирования зеркальных импуль(Л сов содержит узлы по числу каналов источника, каждый из которых включает два элемента И, два счетчика, узел вьщеления переднего фронта импульса, узел сравнения, элемент задержки, 0-триггер и элемент ИЛИ, причем первые входы обоих элементов Н подсоединены к второму входу блока формирования зеркальных импульсов , канальный вход которого со о соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом элемента ИЛИ и через узел выделения передN 1 него фронта, импульса с установочным входом первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом оо первого элемента И, третий вход которого подключен к С-входу 0-триггера и первому входу блока формирования зеркальных импульсов, вход начальной установки которого соединен с установочными входами счетчиков, выходы которых подключены к соответствующим входам узла сравнения, выход которого соединен с R-входом 0-триггера, 0-вход которого подсоединен к клемме для подключения напряжения питания, а выход 0-триггера соединен с вторым входом эле

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано . в устройствах электропитания узлов автоматики вычислительной и

измерительной техники и средств

связи.

Известен многоканальный стабилизированный источник питания, содержащий общий источник опорного напряжения , общую схему сравнения и стабилизатор напряжения в каждом канале Гl3-Наиболее близким к изобретению по. технической сущности является-- . многоканальный стабилизированный источник питания, содержаний общий источник опорного напряжения, общую схему сравнения и общий импульсный стабилизатор напряжения, выход которого подсоединен к первичной обмотке высокочастотного трансформа--тора с П выходными обмотками, последние через блок вторичных управляемых выпрямителей соединены с соответствующими входами блока накопительных элементов, выходы которых через ком-, мутатор подсоединены к входу измерите ьного органа импульсного стабилизатора, импульсный выход стабилизатора через схему выделения фронта импульса подсоединен к входу кольцевого распределителя, выходы которого соединены с соответствующими - управляим ими входами вторичных управляемых выпрймителей и ком- мутирующих элементов С 2}.

Недостаток известного источника писания заключается в том, что с

.увеличением числа каналов источника питания и, особенно, при их неравномерном потреблении энергии появляются большие трудности в организации накопления энергии в накопительные элементы каналов. Во-первых, увеличение числа каналов приводит к уменьшению подачи энергии в иако.пительные элемрнти каналов из-за

увеличения интервала времени между моментами подзаряда накопителей. Изменение времени подачи энергии в каналы приводит не только к увеличению емкостей накопительных элементов, но и к подаче большего количества энергии во время заряда накопления в накопительные элементы соответствующего канала, а это

значит, что в другой канал нужно недодать энергии, при этом сохраняя период.подачи энергии в каналах. Во-вторых, при больших количествеис отдачи энергии в нагрузку, т.е. при больших нагрузках во многих каналах происходит резкий разряд накопленной энергии соответствующих каналов. В результате требуется подзарядка накопительных элементов, а это можно сделать только уменьшив интервал времени между моментами подзаряда, который зависит от числа каналов.Все это приводит к ограничению числа каналов источника питания.

Целью изобретения является увеличение числа рабочих каналов без убеличения габаритов накопительных элементов.

Поставленная цель достигается тем что в многоканальный стабилизированный, источник питания, содержащий низкочастотный выпрямитель, входом соединенный с входной , а выходом - с зходом импульсного стабилизатора, вьоход которого подсоединен к первичной обмотке высокочастотного трансформатора с вторичными обмотками по числу каналов, подключенными через блок управляеьвлх выпрямителей к соответствухндим входам блока накопительных элементов, выходы которых подсоединены к соответствующим выходным клеммам и через блок коммутируемых элементов к управляю1г1ему входу импульсного стабилизатора иьетульсиый выход которого через блок выделения фронта импульса соединен с входом кольцевого распределителя, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих Koi iyTHpye «Jx элементов, введены генератор импульсов и блок формирования зеркальных импульсов, причем первый вход блока формирования зеркальных импульсов соединен с введенным BTOJKJM импульсным выходом-импульсного стабилизатора, 1введенный выход сигнала начальной установки которого подключен к введенному дополнительному входукольцевого распределителя Ик входу начальной установки блока формирования зеркальных импульсов, выходы кольцевого распределителя подсоединены к соответствующим канальныгвходам блока формирования зеркальных импульсов, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока управляемых выпрямителей, при этом выход генера тора импульсов подсоединен к второму входу блока формирования зеркаль ных импульсов. . Кроме того, блок формирования ве кальных импульсов содержит узлы по числу каналов источника, каждый из которых включает два элемента П, два счетчика, узел выделения переднего фронта импульса, узел сравнения, элемент задержки, 0-триггер и элемент ИЛИ, причем первые входы обоих элементов И подсоединены к второму входу блока формирования зеркальных импульсов, канальный вход которого соединен с вхо дом первого элемента И и первым входом элемента ИЛИ и через узел выделения переднего фронта импульса с установочным входом первого счетчика, счетный вхол которого соедине с выходом первого элемента И, трети вход которого подключен к С-входу D-триггера и первому входу блока формирования зеркальных импульсов, вход начальной установки которого соединен с установочными входами счетчиков, выходы которых подключены к соответствующим входам узла сравнения, выход которого соединен с R-входом 0-триггера, 0-вход котор го подсоединен к клемме для подключения напряжения питания, а выход О-триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с вторщл входом второго элемента И, а через элемент задержки с установочным входом втор го счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, при этом выход элемента ИЛИ соединен с выходом блока формирования зеркальных импульсов. На фиг. 1 приведена структурная схема источника питания; на фиг. 2 схема одного из узлов блока формирования зеркальных импульсов. Многоканальный стабилизированны источник питания содержит низкочас тотный выпрямитель 1, блок комму. тирующих элементов 2.1-2.П, ный стабилизатор 3, блок 4 выделен импульса, кольцевой распределитель 5, высокочастотный трансформатор €, блок вторичных управляемых выпрямителей.7.1-7.п, блок накопительных элементов 8.1-8.П, блок нагрузок 9, подключенный к вы ходным клег.1мам, блок 10.1-10. п фор мирования зеркальных импульсов, генератор 11 импульсов. Блок форми рования зеркальных шлпульоов содер сит два элемента И 12 и 13, узел 1 выделения переднего фронта импульсоэ, ва счетчика 15 и 16, узел 17 сравнения, элемент 18 задержки, D-триггер 19 и элемент ИЛИ 20, первый вход 21 блока, вход 22 начальной установки блока, канальные входы 23-25 блока, второй вход 26 блока. Источник питания работает следующим образом. При отключенном напряжении сети на выходе низкочастотного выпрямителя 1 отсутствует напряжение. Импульсный стабилизатор 3 не генерирует, на вторичных обмотках высокочастотного трансформатора б отсутствует напряжение, на выходах управляемых выпрямителей 7,1-7.п, на накопительных элементах 8.1-8.П и в нагрузке 9 отсутствует напряжение. Кольцевой распределитель 5, счетчики 15 и 16 и В-триггер 19 блока 10.1-10.п находятся в исходном состоянии. Генератор 11 импульсов не генерирует. При включении напряжения сети на выходе, низкочастотного выпрямителя 1 появляется выпрямленное напряжение, которое поступает на вход импульсного стабилизатора 3, последний вырабатывает сигнал начальной установки, поступающий на вход начальной установки кольцевого распределителя 5 и на вход.22 начальной установки блока 10.1-10.п, устанавливая кольцевой распределитель 5 и счетчики 15 и 16 блока 10.1-10.п в исходное состояние. Исходное, состояние счетчиков 15 и 16 сравнивается узлом 17 сравнения, в результате чего на его выходе будет низкий уровень напряжения, которое установит 0-триггер 19 в исходное (нулевое) состояние. На выходе каждого канала блока 10.1-10.п формирования зеркальных импульсов будет присутствовать низкий уровень напряжения, который удерживает блок вторичных .управляемых выпрямителей 7.1-7.П в закрытом состоянии. В нагрузке 9 будет отсутствовать напряжение. После выработки сигнала начальной установки импульсный стабилизатор 3 вырабатывает прямоугольные импульсы частотой FC.T кото1 ле по соответствующим вьгходам стабилизатора 3 поступают через высокочастотный трансформатор 6 - на силовые входы блока управляемых выпрямителей 7.1-7.П, с первого импульсного выхода через узел 4 выделения фронта импульса - на вход кольцевого распределителя 5, а с второго импульсного выхода - на первый вход 21 блока 10.1-10.п формирования зеркальных шлпульсов. Так, при поступлении первого импульса кольцевой распределитель 5 устанавливается в первое состояние, на первом выходе его появляется высокий уровень напряжения ( ло-. гическая единица. Потенциал с выхода первого разряда кольцевого распределителя 5 поступает на соответствующий управляощий вход коко тирующего элемента 2.1, на канальный вход 23 блока 10.1-iO.n формирования зеркальных импульсов. В блоке 10.1-10.п сигнал с канального входа 23 поступает на вход узла 14 вьщеления переднего фронта импульса, сформированный импульс поступает на второй установоч ньй вход счетчика 15 и устанавливает его в исходное состояние, на вто рой вход элемента И 12 и на один из входов элемента ИЛИ 20, через который сигнал поступает на управляющий вход вторичного управляемого выпрямителя 7.1. Таким образом, в данный момент будутподготовлены к работе вторичный управляемый выпрямитель 7.1, коьвлутирующий элемент 2.1 и счетчик 15. Силовой импульс с выхода импульсного стаби, лйэатсра 3 поступает на высбкочас:тотный трансформатор 6, с выходных обмоток которого поступает на входы вторичных управляеьых выпрямителей 7 и проходит через первый канал 7.1, так как только он разрешен в данный момент, который преобразовывает его в постоянное напряжение, последнее накапливается на накопительном элементе 8.1, с выхода нако пительного элемента 8.1 напряжение через разрешенный коммутирующий элемент 2.1 поступает на вход измерительного органа импульсного стаби лизатора 3, сравнивается с опорным напряжением и сигнал рассогласования между ними учитывается импульсным стабилизатором 3. Так происходит стабилизация напряжекия в интервалах времени, в дан ном случае первого канала напряжения.; Одновременно в момент стабилизации соответствующего канала напряжения происходит запоминание длительности отстабилиэированного силового импульса данного канала блоком 10.1-10.п формирования зеркальных импульсов, В этот момент с второго выхода стабилизатора 3 поступает сигнал, равный по длитель ности силовому импульсу данного канала напряжения, на первый вход-21 блока 10.1-10.п формирования зеркал ных импульсов и разрешает проход импульсов генератора 11, поступающих на второй вход 26 блока 10.110.п.через элемент И 12 соответству jatero канала, в данном случае через элемент-Н 12 канала 10.1 на счетный вход счетчика 15, на котором происходит запоминание длительности стаб лизированного импульса первого канала напряжения. После окончанияимпульса выделенный узлом 4 задний фронт первого импульса переводит кольцевой распределитель 5 в новое (второе; состояние. Возникший потенциал на втором выходе кольцевого распределителя 5 подготавливает к работе второй канал 2.2 блока кокалутирующих элементов и, проходя через элемент ИЛИ 20 блока 10.2 формирования зеркальных импульсов, открывает второй канал 7.2 блока вторичных управляемых выпрямителей, а проходя через узел 14 вьаделения переднего фронта импульса, устанавливает в исходное состояние счетчик 15 и разрешает элемент И 12 канала 10.2 блока фор «рования зеркальных импульсов. В момент появления силового импульса на Ёыхрде стабилизатора 3 наступает процесс стабилизации во втором канале напряжения, в это же время с второго выхода стабилизатора 3 поступает второй импульс на первый звход блоТса 10;1-1Х).п7 который разрешает проход импульсов генератора 11 через элемент Н 12 на счетный вход счетчика 15 канала 10.2, последний запоминает длительность стабилизированного импульса второго канала напряжения. Процесс повторяется. Одновременно с процессом стабилизации импульса второго канала и его запоминания на счетчике 15 канала 10.2 поступивший второй импульс с выхода стабилизатора 3 на первый вхсщ блока 10.1-10.п устанавливает . передним фронтом D-тригер 19 перво.го кансша 10.1 в единичное состояние. Так как в этот мэмент счетчики 15и 16 имеют различное состояние счетчик 15 находится в состоянии, равном длительности стабилизированного импульса первого канала, а счетчик 16 находится в исходном состоянии, на выходе узла 17 сравнения присутствует высокий уровень, который не препятствует установке по С-входу 0-триггера в единичное : состояние. Высокий потенциал на выходе 0-триггера 19 через элемент ИЛИ 20 открывает вторичный управляемый вьтрямитель первого хангша 7.1 и разрешает элемент Н 13 первого кайала 10.1 блока 10.1-10.п Для прохода импульсов генератора 11 на счетный вход счетчика 16. Счетчик 16первого канала продолжает воспринимать импульсы от генератора 11 до тех пор, пока состояние его не станет равнь состоянию счетчика 15.данного канала. Состояние счетчиков 15 и 16 сравнивается 17 сравнения и как только их COCTO/Iния будут ;равны, на выходе узла

17 сравнения станет низкий уровень напряжения (логический нуль), который поступает на R-выход 0-триггера 19, устанавливая его в нулевое состояние, последний запрещает проход импульсов генератора 11 через элемент 13 на счетный вход счетчика 16, через элемент 18 задержки заднего фронта устанавливает счетчи 16 в исходное состояние и, поступая через элемент МЛН 20, закрывает управляемый выпрямитель 7. Так на 0-триггере 19 сформировался идентичный (зеркальный) импульс первого канала, равный по длительности первому стабилизированному импульсу, длительность которого сохраняется на счетчике 15 до прихода нового (последующего) импульса с первого разряда кольцевого распределителя 5 на канальный вход 23 блока 10.1. По приходу на первый вход 21 блока 1С.1-10.П формирования зеркальных импульсов третьего импульса блок 10 по первому каналу формирует второй зеркальный импульс., по 8торому каналу первый зеркальный импульс, а по третьему каналу производит запоминание длительности стабилизируемого импульса и т.д.

Так, при каждом поступивием импульсе частотой следования F на первый вход блока 10 в одном из каналов будет происходить запоминание его длительности, а в остальных каналах будут формироваться зеркальные импульсы, соответствующие каждаа своему стабилизированному импульсу канала, который хранится на первом

счетчике 15 соответствующего канала блока.

При достижении п-го состояния кольцевого распределителя 5, количество состояний которого определяется числом каналов напряжения источника, устройство переходит снова к первому каналу. В этот момент первый канал снова будет подключен к измерительному органу стабилизатора

0 3, происходит сравнение выходного напряжения первого канала с опорным напряжением, т.е. стабилизация напряжения данного канала. Процесс повторяется.

Таким , использование бло5ка формирования зеркальных импульсов при канально-импульсной стабилизации позволило интервалы между временам1. стабилизации напряжения канала заполнить зеркальными импульсами,

0 что дает возможность подзаряжать (накапливать) энергию в накопительные элементы каждого канала не только стабилизированными импульсами, е период которых зависит от числа ка нЪлов, от дополнительных зеркальных (идентичных стабилизированным) и1-1пульсов, период которых опрюделяется частотой следования стабилизатора. Это исключает зависи0мость подачи энергии в нагрузку соответствующего канала от количества каналов источника питания. Независимая подзарядка накопительных элементов от числа имеющихся каналов

5 в источнике питания позволило не только уменьшить емкость накопительных элементов, но и увеличить число каналов в источнике питания.