Стабилизированный источник питания постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

сл

55

сл ел

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам вторичного электропитания, и может быть использовано в системах питани устройств автоматики и вычислительной техники.

По основному авт.св. № 664159 известен стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно выпрямитель, низкочастотнцй фильтр, преобразователь постоянного напряжения в переменное с дополнительным выпрямителем с высокочастотным фильтром, К выходу которого подключен одним входом блок сравнения,другой вход которого соединен с опорны источником, вольтдобавочный выпрямитель, подключенный параллельно допонительному выпрямителю через преобразователь постоянного напряжения в переменное, и цепь обратной связи выполненную из подключенного к выходу, блока сравнения управляющего блокинг-генератора, выход которого через блок синхронизации подключен к вольтдобавочному выпpямитeJЖ) и упомянутому преобразователю постоянного напряжения в переменное l.

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон изменения тока нагрузки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем увеличения диапазона изменения тока нагрузки,

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный источник питания постоянного напряжения введены, блок управления,усилитель постоянного тока и логический элемент И, а выпрямитель выполнен 5егулируемым, причем первый вход логического элемента И подключен к выходу блока сравнения,второй вход подсоединен к выхрду блока синхронизации, а выход соединен с первым входом усилителя постоянного тока, второй вход которого подключен к выходу низкочастотного фильтра,а выход подсоединен к одному входу блока управления, второй вход котороге соединенс входной клеммой, а выход подключен к входу управления регулируемого выпрямителя.

На чертеже представлена структурная схема стабилизированного источника питания постоянного напряжения. .

Устройство содержит включенные последовательно между входной и выходной клеммами регулируемый выпрямитель 1, низкочастотный фильтр 2, преобразователь 3 постоянного напряжения в переменное, выпрямитель 4 и высокочастотный фильтр 5. Блок 6 сравнения первьтм входом подключен к выходной клемме, а вгоръгм входом

соединен с опорным элементом 7.Воль добавочный выпрямитель 8 входом подключен к выходу преобразователя 3 постоянного напряжения в переменное, а выходом соединен с входом высокочастотного фильтра 5. Управляемый блокинг-генератор 9, входом соединен с выходом блока 6 сравнения, а выходом подключен к первому входу блока 10 синхронизации, второ вход которого подсоединен к выходу преобразователя 3 постоянного напряжения в переменное, а выход соедине с входом вольтдобавочного выпрямителя 8 и первым входом логического элмента И 11,второй вход которого подключен к выходу блока 6 срав11ения, а выход к первому входу усилителя 1 постоянного тока, второй вход которого подключен к выходу низкочастотного фильтра 2, Выход усилителя 12 постоянного тока подключен к первом входу блока 13 управления, второй вход которого подключен к входной клемме, а выход подсоединен к входу управления регулируемого выпрямителя 1.

Стабилизированный источник питания -работает следукнцим образом.

При включении питающей сети напряжение переменного тока подается на выпрямитель 1 и на второй вход блока 13 управления этим выпрямителем., .

При переходе напрйЛсения переменного тока через нулевое значение блок 13 управления формирует упраВ. ляющие импульсы, обеспечивающие мягкое включение выпрямителя 1. С выхода выпрямителя 1 пульсирующее напряжение постоянного тока поступает на низкочастотный фильтр 2, который производит сглаживание переменной составляющей до определенной величины. Сглаженное напряжение поступает на вход преобразователя 3 и. на второй вход усилителя 12 постоянного тока (УПТ). При достижении установленной величины напряжения на входе преобраэсзвателя 3 в блок 13 управления с выхода усилителя 12 поступает управляющий сигнал, который ограничивает дальнейшее увеличение напряжения на низкочастотном фильтре 2.

Сглаженное напряжение, поступающее на вход преобразователя 3, преобразуется в напряжение переменного тока повышенной частоты и поступает на входы основного 4 и вольтдобавочного 8 выпрямителей. Суммарная величина выпрямленного напряжения подается на вход сглаживающего фильтра 5. Частота переключения преобразователя 3 напряжения во много раз превышает частоту напряжения питающей сети. Низкочастотная переменная составлякядая на выходе фильтра 2,

промодулированная преобразователем 3 напряжения и сглаженная фильт- . ром 5, воспринимается блоком 6 сравнения, как любое изменение напряжения питающей сети переменного тока. При изменении напряжения питающей сети в сторону, увеличения или уменьшения на выходе схемы б сравнения появляется сигнал ошибки, который подается на вход управляемого блокинг-генератора 9. Отклонение напряжения на выходе стабилизатора напряжения в сторону уменьшения от заданной величины вызьшает сигнал сяиибки положительной полярности.Наличие сигнала ошибки положительной полярности на входе управляемого блокинг-генератора 9 приводит к генерации импульсов на выходе этого генератора. Отклонение напряжения на выходе стабилизатора напряЛсения в сторону увеличения от заданной величины вызывает сигнал ошибки обратной полярности, под воздействием которого прекращается генерация импульсов на выходе управляемого блокинг-генератора 9, При наличии сигнала ошибки положительной полярности импульсы с выхода управляемого блокинг-генератора 9 поступают на первый -вход устройства 10 синхро низации. На второй вход этого устройства 10 поступает напряжение переменного тока повышенной частоты с преобразователя -3 напряжения. Устройство синхронизации формирует импульсы управления только в момент времени, когда переменный ток,поступающий с преобразователя 3.напряжения, проходит через нулевое значение. Сформированные импульсы управляемым блокинг-генератором 9, частота которых прямо пропорциональна величине сигнала ошибки, и синхронизированные устройством 10 поступают на управляющий вход вольтдобавочного выпрямителя 8, выполненного на управляемых тиристорахi Вольтдобавочный выпрямитель 8 включается при поступлении импульсовна его управляющий вход. При наличии сигнала ошибки отрицательной полярности на входе управляемого рлокинг-генератора 9 с выхода этого генератора импульсы на первый вход устройства 10 не поступают, и вольтдобавочный выпрямитель 8 выключается в момент перехода напряжения переменного тока, поступающего с преобразователя 3 напряжения, через нулевое значение,.и с этого момента времени работает только основной выпрямитель 4.

Основным требованием при выборе выходного напряжения преобразователя 3 и скорости установления квазистационарного состояния выходного

параметра является обеспечение ус- . ловия ди„„„ до« где - , приращение выходного напряжения стабилизатора за один период полупериод) напряжения преобразователя, кфда Вольтдобавочный выпрямитель 8 открыт.

В таком режиме стабилизатор напряжения работает до тех пор, пока приращение выходного напряжения

&У)уу(, компенсирует изменение (увеличение) тока нагрузки.

При скачкообразном увеличении тока нагрузки, когда , Цоя Вольтдобавочный выпрямитель 8 открыт, на оба входа логической схемы И 1: поступают.сигналы от блока б сравнения и от устройства 10 синхронизации. На выходе схемы И 11 появляется сигнал, который через

усилитель 12 поступает на первый вход блока 13 управления регулирующего выпрямителя 1. .Блок 13 управления получает два выходных сигнала: один из блока б сравнения через

схему И 11 и усилитель 12, а другой с входа питающей сети переменного тока. Первый из них определяет промежуток времени (задержку), по истечении которого блок 13 управления выдает импульсы для включения регулируемого выпрямителя 1, а второй - момент времени, с которого начинается считывание этой-задержки. Этим моментом является момент перехода напряжения питающей сети через

нулевое значение.

При поступлении сигнала (уровня) на вход усилителя 12 через логическую схему И 11 от блока б сравнения задержка времени в блоке 13 управления изменяется (уменьшается), и регулирующие элементы выпрямителя 1 включаются с меньшей задержкой.Напряжение на входе преобразователя 3 напряжения увеличивается, преобразуется в переменное повышенной частоты, трансформируется и с увеличенной амплитудой поступает на входы вьшрямителей 4 и 8. Сглаживание выпрямленного напряжения,как i

и в предыдущем режиме, производится высокочастотным фильтром 5.

При достижении установленного номинального значения напряжения на выходе стабилизатора напряжения в цепи обратной связи формируется сигнал ошибки отрицательной полярности, под воздействием которого прекращается поступление импульсов с выхода управляемого блокинг-генератора 9 . Отсутствие импульсов на входе

устройства 10 синхронизации вызывает выключение вольтдобавочного выпрямителя 8 и запирание логической схемы И 11. На усилитель 12 поступает сигнал (уровень) только с низкочастотного фильтра 2, под воздейстS10561556

вием которого выходное напряжениерования обеспечивается быстрая ревыпрямителя. 1 -через соответствующийакция регулируемого выпрямителя 1 период времени и при определенномна изменение выходного напряжения характере тока нагрузки начнет умень-стабилизированного источника питашаться. Таким образом, сигнал управ-ния при скачкообразном изменении ления на вход усилителя 12 в режиме 5тока нагрузки без дополнительного Лидцйн. . может поступать каждыйизменения коэффициента трансформаполупериод напряжения преобразова-ции трансформатора преобразователя теля 3 и при использовании верти-постоянного напряжения в переменкального фазового принципа регули-ное.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ по. авт.св. № 664159, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения диапазона изменения тока нагрузки, в него введены блок управления, усилитель постоянного тока и логический элемент И, а выпрямитель выполнен регулируемым,причем первый вход логического элемента И подключен к выходу блока срав:нения, второй вход подсоединен к выходу блока синхронизации, а выход соединен с первым входом усилителя постоянного тока, второй вход которого подключен к выходу низкочастотного фильтра, а выход подсоединив к одному входу блока управления,второй вход которого соединен с входнс|й клеммой, а выход подключен к входу управления регулируемого выпрямителя . i (Я С