Стабилизированный источник питания Советский патент 1983 года по МПК G05F1/64 

00

ел

СП

со ю

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим системам регулирования постоянного тока, снабженным блоком преобразования напряжения, и может найти применение в радиоэлектронной аппаратуре.

Известен стабилизированный источник питания, содержащий импульсный регулятор с широтно-импульсной модуляцией, входом подключенный к входам, а выходом к выходным клеммам, усилитель обратной связи, первым входом подключенный к йыходным , вторым входом соединенный, с источником опорного напряжения, а выходом подсоединенный к входу управления импульсного регулятора, и нелинейную корректирующую цепь,; включенную между выходными клеммами и входом управления импульсного регулятора .1.

Недостатком известного устройств является невозможность полного устранения перерегулирования выходного параметра-, возникающего в переходных режимах, из-за необходимости введения Зоны нечувствительности нелинейной корректирующей цепи:.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стабилизированный источник питания, содержащий преобразователь постоян-. ного напряжения с широтно-импульсной модуляцией, вход питания которого подключен к входным клеквлам, а йход управления соединен с выходом обратной связи, первый вход которого фазокорректирующую цеп подключен параллельно регулирующему элементу линейного стабилизатора напряжения, вход которого соединен с выходом преобразователя постоянного напряжения с шйротно-импульсной модуляцией, а выход подключен к выходным клеммам, и источник опоного напряжения 2 J.

Недостатком устройства является наличие перерегулирования выходного параметра в переходных режимах. УКа занный недостаток обусловлен тем, что фазокорректирующая цепь при высоком коэффициенте усиления в цепи вбратной связи, обеспечивающем заданную точность стабилизации и сохранение устойчивости работы стабилизатора, является, как правило, боле инерционным звеном по сравнению со сглаживающим фильтром преобразователя надряжения. Поэтому при пере-ходных процессах изменения напряжения иа входе усилителя обратной связи, а следовательно, и изменения ширины импульсов запаздывают по отношению к и,зменениям напряжения на регулирующем -элементе линейного стабилизатора напряжения. В результате этого на нем возникают перенапряжения, которые отрабатываются линейным стабилизатором, если они не превышают допустимбго значения напряжения на регулирующем элементе. В противном случае открывается защитный стабилитрон, включенный параллельно регулирующему элементу, и всплеск напряжения попадает на нагрузку. Вследствие перенапряжений, возникающих в переходных режимах, снижается также -нгддежность линейного стабилизатора напряжения и всего устройства в целом..

Цель изобретения - повышение надежности путем устранения перерегулирования выходного параметра в переходных режимах.

Указанная цель достигается :тем, что в стабилизированный источник питания, содержащий поеобоазователь постоянного напряжения с широтноимпульсной моду/шцией, вход питания которого подключен, к входным клеммам, а вход Управления соеди,нен с выходом усилителя обратной связи,- первый вход которого подключен через фа- окорректирующую цепь параллельно регулирующему элементу ли,нейного стабилизатора напряжения. вход которого соединен с выходом преобразователя постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией., а выход подключен к выходным клеммам, и источник опорного напряжения, введены пороговое устройство |и ключ, причем вход порогового устройства подключен к входу фазокорректирующей цепи, а выход подсоединен к управляющему входу ключа, включенного между выходом источника опорного напряжения и вторым входом усилителя обратной связи.

На фиг. 1 приведена структурная схема стабилизированного источника питания; на фиг. 2 - структурная схема линейного стабилизатора напряжения.

Стабилизированный источник питания содержит преобразователь постоянного напряжения 1 с широтноимпульсной модуляцией, включсшщий импульсный регулятор 2, широтноимпульсный модулятор 3 и фильтр 4 г вход питания которого подключен к входишь клеммам. Вход управления преобразователя постоянного напряжения 1 соединен с выходом усилителя обратной связи 5. Первый вход усилителя обратной связи 5 подсоединен через фазокорректирующую цепь б параллельно регулирующему элементу 7 линейного стабилизатора напряжения 8. Второй вход усилителя обратной связи 5 соединен через ключ с источником опорного напряжения 10 Управляющий вход ключа 9 соединен

через пороговое устройство 11 с линейным стабилизатором напряжения Регулирующий элемент 7 линейного стабилизатора напряжения 8 зашунтирован защитным стабилитроном 12, а его вход управления подключен к выходу блока управления 13.

Стабилизированный источник питания работает следующим образом.

В переходном режиме, например при включении устройства или при скачкообразном увеличении сопротивления нагрузки, напряжение на выходе сглаживающего фильтра 4 преобразователя постоянного напряжения 1 а также на регулирующем элементе 7 линейного стабилизатора напряжения увеличивается со скоростью, которая определйется постоянной времени сглживаняцего фильтра 4. Напряжение на входе усилителя обратной связи 5 возрастает с запаздыванием, так как постоянная времени фазокорректирующей цепи б превышает постоянную времени сглаживающего фильтса 4, что вызва но требованиями по устойчивости, работы устройства. Поэтому в первый «змен т сигнал на выходе усилителя обратной связи 5 и, следова;тельно, длительность импульсов управления преобра:зователя 1 остаются без изменений. Напряжения на регулирующем элементе 7 увеличивается пока не достигает значения, при котором работает пороговое устройство 11. Пороговое устройство 11 сработав,- размыкает ключ 9 и отключает источник опорного напряжения 10 от второго входа усилителя обратной связи 5. При этом на втором входце усилителя обратной связи 5 напряжение остается равным нулю, и длительность импульсов управления на выходе модулятора 3 ширины импульса также уменьшается до нуля, т.е. импульсный регулятор 2 преобразователя 1 отключается по входу управления. Напряжение на выходе сглаживаювцего фильтра 4 и, следовательно, на регулирующем элементе 7 линейного стабилизатора 8 уменьшается со скоростью определяемой постоянной времени сглаживающего фильтра 4 Когда напряжение на регулирующем элементе 7 достигает порога отпускания, пороговое устройство 11 срабатывает и замыкает ключ 9, и на втором входе усилителя обратной связи 5 появляется опорное напряжение. При этом длительность . .

импульсов управления устанавливается в соответствии с сигналом на входе усилителя обратной связи 5 импульсный регулятор 2 преобразователя йапряжения 1 отпирается и вновь начинает работать. Напряжение на выходе сглаживанядего фильтра 4 и на регулирующем элементе 7 линейного ста0билизатора увеличивается и цикл повторяется .

При этом напряжение на нагрузке остается неизменным, так как напряжение на защитном стабилитроне 12

5 не превышает предельно допустимого и линейный стабилизатор напряжения В обладающий высокой точностью стабилизации, отрабатывает все изменения напряжения на выходе преобразователя 1. .

0

Такой режим работы устройства, с прерывистым включением импульсного регулятора 2 преобразователя напряжения 1, продолжается до тех пор, пока напряжение на входе уси5лителя обратной связи 5 не увеличится до значения, при котором ширина импульса управления на выходе модулятора 3 ширины импульса начинает уменьшаться и установится такой,

0 при которой напряжение:на регулирую щем элементе 7 линейного стабилизатора 8 становится равным номинальному значению, на котором настроена цепь обратной связи. При этом поро5говое устройство 11 и ключ 9 устанавливаются в первоначальное положение, при котором на. второй вход усилителя обратной связи 5 подается опорное напряжение, и далее на рабо0ту устройства не влияет.

Таким образом, использование предлагаемого стабилизированного источника питания позволяет устранить перерегулирование выходного параметра в переходных режимах. Кроме того,

5 использование предлагаемого устрой ства позволяет повысить надежность регулирующего элемента 7 линейного стабилизатора напряжения 8, а следовательно, и всего устройства в

0 целом, так как выбором напряжения срабатывания порогового устройства11 можно получить желаемое соотношение между максимальным напряжением на регулирующем элементе 7 и максималь5но допустимым для него.

СТАБИЛИЗИРОВАННЬЙ ИСТОЧНИКПИТАНИЯ, содержащий преобразователь постоянного напряжения с широтноимпульсной модуляцией, .вход питания которого подключен к входным клеммам, А вход управления соединен с выходом усилителя обратной связи, первый вход которого через фазокорректиг рукнцую цепь подключен параллельно , регулирукнцему элементу линейного стабилизатора напряжения, вход которого соединен с выходом преобразователя постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией, а выход подключен к выходным клеммам, и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с ., целью повышения надежности путем устранения перерегулирования выходного параметра в переходных режимах, в него введены пороговое устройство и ключ, причем вход порогового устройства подключен к входу фазокорректрр тещей цепи, а выход подсоединен к управляющему входу ключа, включенного между выходом иссл точника опорного напряжения и вторым входом усилителя обратной связи.