Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

1 Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автома тики и вычислительной техники. Известен импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий подключеннь1й параллельно входным выводам мультивибратор, одно плечо которого выполнено на составной тра зисторе, LCD-фильтр, подключенный к выходному выводу, цепь обратной связи, усилитель рассогласования и резистивный датчик тока, включенный в силовую шину Недостатком импульсного стабилизатора являются значительные потери полезной мощности на резистивном датчике тока, обусловленные тем, что через датчик тока протекает вес ток нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовател .но включенные в силовую шину датчик тока, входной LC-фильтр, регулирующий элемент и выходной DLC-фильтр, причем к управляющему входу регулирующего элемента подключен блок управления 2 . Недостатками известного импульсного стабилизатора являются значительные потери полезной мощности на датчике тока, обусловленные тем, чт при токовых перегрузках падение напряжения на датчике тока может дост гать уровня 0,7 В и вьше, низкая эф фективность защиты при токовых пере грузках в нагрузке, когда входное напряжение изменяется в широком диапазоне, вследствие того, что схема защиты срабатывает только при определенном входном токе, который прот кает через датчик тока и создает падение напряжения на нем 0,7 В и в ше и не зависит от входного напряжения, поэтому при увеличении входного напряжения в 1,5 раза ток пере грузки в нагрузке, при котором сработает схема защиты, также увеличит ся в 1,5 раза. Цель изобретения - увеличение КПД импульсного стабилизатора и повышение эффективности защиты при токовых перегрузках в нагрузке. Указанная цель достигается тем, что в импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий после3дoвaтeльko включенные в силовую шину датчик тока, входной LC-фильтр, регулирующий элемент, и выходной DLC-фильтр, причем к управляющему входу регулирующего элемента подключен блок управления, введены нелинейный элемент, например диод, два резистивных делителя напряжения, сравнивающий блок, причем один из выводов нелинейного элемента подключен к входу датчика тока, а другой вывод - к одному из выводов первого резрстивного делителя напряжения, другой вывод которого подключен к общей шине,, а второй резистивньй делитель включен между выходом датчика тока и общей шиной, выходи указанных резистивных делителей подключены к соответствующим входам сравнивающего блока, выход которого подключен к блоку управления. Кроме того, нелинейный элемент выполнен на диоде. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Стабилизатор содержит датчик 1 тока, включенный последовательно с входным LC-фильтром 2, регулирующим элементом 3 и выходнымТЗЬС-фильтром 4, нелинейный элемент 5, включенный последовательно с первым резистивным делителем 6 напряжения, второй резистивный делитель 7, сравнивающий блок 8, выходом подключенный к блоку 9 управления. Стабилизатор постоянного напряжения работает следующим образом. При подключении стабилизатора к сети первичного питания блок 9 управления включает регулирующий элемент 3, при этом через дроссель LC-фильтра 4 протекает пусковой ток, обусловленный током заряда конденсатора Т31С-фильтра 4. Пусковой ток создает падение напряжения на датчике 1 тока, при этом напряжение, снимаемое с второго резистивного делителя 7 напряжения, становится меньше напряжения, снимаемого с первого делителя 6, вследствие чего срабатывает пороговый блок 8, который через блок 9 управления запирает регулирующий элемент 3. После окончания заряда конденсатораDlC-фильтра 4 до заданного значения схема защиты не влияет на нормальную работу импульсного стабилизатора, при этом блок 9 правления, отпирая и запирая регулирующий элемент 3, поддерживает напряжение на нагрузке на уровне заданного. Напряжение на нагрузке в момент запертого состояния регулирующего элемента поддерживается за счет энер. гии, накопленной в зис-фильтра 4.

При возникновении перегрузки по току в нагрузке напряжение на датчике 1 тока увеличивается и при некотором значении, например около 0,1 В, напряжение, .снимаемое с второго резистивного делителя 7 ..танет меньше напряжения, снимаемого с первого резистивного делителя 6. При этом срабатывает сравнивающий блок 8, который через блок 9 управления запирает регулирующий элемент 3, при этом напряжение на нагрузке спадает, уменьшается ток, потребляемый из первичной сети, вследствие чего напряжение н-а датчике 1 тока будет уменьшаться и при некотором значении напряжение, снимаемое с второго делителя 7, -станет больше напряжения, снимаемого с первого резистивного делителя 6, при этом сравнивающий блок 8 через блок 9. управления включит регулирующий элемент 3. Таким образом, схема защиты поддерживает в нагрузке заданное значение токовой перегрузки. При изменении входного напряжения изменяется ток через нелинейный элемент 5, первый 6 и второй 7 резистивные делители напряжения.

Подбором нелинейного элемента 5 можно добиться такого падения напряжения на нем, при котором сигнал рассогласования, при условии отсутствия пepei pyзки по току в нагрузке, снимаемый с первого 6 и второго 7 резистивных делителей напряжения, в исходном состоянии будет постоянным.

Следовательно, при изменении входного напряжения схема защиты также срабатывает при заданном значении токовой перегрузки в нагрузке.

При коротком замыкании в нагрузке схема работает аналогично, как и при токовой перегрузке.

Использование предлагаемого импульсного стабилизатора позволит повысить эффективность защиты от перегрузки путем ограничения повьшения уровня токовой защиты при увеличении входного напряжения, а также увеличить КПД стабилизатора в результате уменьшения потерь полезной мощности на датчике тока.

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЖЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно включенные в силовую шину датчик тока, входной LC-фильтр, регулирующий элемент и выходной DLC-фильтр, причем к управляющему входу регулирующего элемента подключен блок управления, отличаю0 щ и и с я тем, что, с целью увеличения КПД и повышения эффективности защиты при токовых перегрузках в нагрузке, в него введены нелинейный элемент, два резистивных делителя напряжения, сравнивающий блок, причем один из выводов нелинейного элемента подключен к входу датчика тока, а другой вывод - к одному из выводов первого резистивного делителя напряжения, другой вывод которого подключен к общей шине, а второй резистивный делитель включен между выходом датчика тока и общей щиной, выходы указанных резистивных делитеi лей подключены к соответствующим входам сравнивающего блока, выход кото(Л рого подключен к блоку управления. 2. Стабилизатор по п.1, о т л и чающийся тем,, что нелинейный элемент выполнен на диоде. 00 05 :о 00