Источник питания постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/573 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизаторам с широтно-импульсным преобразованием напряжения, и может быть использовано в аппаратуре связи, например, для радиорелейных станций. Известно устройство, осуществляющее стабилизацию напряжения на выходе Ю4пульсного преобразователя посредством широтно-импульского регулирований силовыми ключами преобразователя Cl 3Особенностью преобразователей с щиротно-импульсньш регулированием является использование ЪС-фнльтра на выходе диодного вьшрямителя для выделения постоянной составляющей напряжения импульсного сигнала и подавления пульсаций до необходимой величины. Однако импульсные преобразователи с широтно-импульсным регулированием не обеспечивают стабилизацию выходного напряжения при сильной недогруз ке. Это прой-сходит потому, что источ ник широтно-модулированных импульсов (выпрямитель), к которому подключен LC-фильтр, имеет одностороннюю проводимость. В течение действия импульсов в дросселе возникает ток намагничивания, который заряжает конденсатор фильтра. При этом, если средний ток нагрузки оказывается меньше среднего тока намагничивания дросселя, то напряжение на конденсаторе фильтра увеличивается и стремит ся к амплитуде импульсов, величина которых значительно больше номинального выходного напряжения импульсного преобразователя, т.е. имеет мест эффект пикового детектирования. При нагрузка - микросхемы, подключенные к выходу преобразователя, оказываются под повышенным питающим напряжением, что может привести к вы ходу их из строя. Дпя обеспечения стабилизации выходного напряжения при изменении тока нагрузки в широком диапазоне к выходу импульсного преобразователя с широтно-импульсным регулированием подключают резистор подгрузки Г2. Однако это приводит к дополнитель ным потерям, что, во-первых, умень mster КПД устройства, и, во-вторых, приводит к местному перегреву преобразователя. Наиболее близким по своей технической сущности к данному изобретению является источник питания постоянного напряжения, содержащий импульсный стабилизированньй преобразователь, один из входных питакяцих выводов которого подключен к одному из входов компаратора перегрузки и к одному из выводов измерительного резистора, другой вывод которого соединен с входным выводом, между которым и другим входом компаратора. перегрузки включены источник порогового напряжения и резистивный уделитель, выход которого соединен с одним из входов компаратора недогрузки, выход которого подключен к управляющему входу ключа с гальванической развязкой, через который резистор прдгрузки подключен к выходным выводам преобразователя, вход коммутации которого соединен с выходом компаратора перегрузки, при этом другой вход коммутатора недогрузки соединен с указанным входным питающим выводом преобразователя СЗ j. В известном источнике питания увеличение КПД достигнуто путем электронной коммутации резистора подгрузки. Недостатком указанного устройства является повьшенный уровень пульсаций выходного напряжения в .диапазоне тока нагрузки близких к току, при котором отключается резистор подгрузки. Ширина этого диапазона составляет 10-15%. Цель изобретения - снижение пульЬаций выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в источник питания постоянного напряжения, содержащий импульсный стабилизированный преобразователь, один из входных питающих выводов которого подключен к одному из входов компаратора перегрузки и к одному из выводов измерительного резистора, другой вывод которого соединен с входным вьтодом, между которым . и другим входом компаратора перегрузки включены источник порогового напряжения и резистивный делитель, выход которого соединен с одним из входов компаратора недогрузки, выход которого подключен к управляющему входу ключа, через который резистор подгрузки подключен к выходным выводам преобразователя, вход коммутации которого соединен с выходом компаратора перегрузки, введены последо вательно соединенные преобразователь напряжения в ток и масшта бирующий резистор, включенные соответственно между выходом компаратора недогрузки и указанным питающим входным выводом преобразователя, при чем их общая точка соединения подключена к другому входу коммутатора недогрузки. На чертеже представлена функциональная схема источника питания постоянного напряжения. Устройство содержит компаратор 1 перегрузки, один вход которого чере источник 2 порогового напряжения под ключен к измерительному резистору. 3. Один из входных выводов 4 соединен с одним из входных питающих выводов импульсного стабилизированного преобразователя 5, другой вход ной питающий вывод которого через указанный измерительный резистор 3 соединен с другим входным выводом 6, к которому подключен резистивный делитель 7, выход которого соединен с одним из входов компарато ра недогрузки 8, выход которого подключен к управляющему входу ключа 9 через который к выходным выводам . преобразователя 10 и 11 подключен, резистор подгрузки 12. Между выходом компаратора недогрузки 8 и питающим входом пре образователя 5 включены со ответственно преобразователь 5 напряжения в ток 13 и масштабирующий резистор 14, при этом их общая точк соединена с другим входом компаратора 8. Устройство работает следующим образом. При номинальном токе на грузки преобразователя 5 напряжение на резисторе 3 равно величине, при которой компараторы перегрузки и недогрузки 1, 8 находятся в определенном состоянии. Ключ 9 разомкнут, и резистор подгрузки 12 отключен от выход- , ных клемм 10, 11 преобразователя 5 и не потребляет дополнительной мощности. Если ток нагрузки превысит максимал{ но-допустимую величину, например, вследствие короткого замыкания нагрузки, что является аварийным режимом для преобразователя 5, то напряжение на измерительном резисторе 3 оказывается выше порогового напряжения источника 2. При этом компаратор 1 перегрузки вырабатьшает сигнал аварии, который поступает на вход коммутации импульсного стабилизированного преобразователя напряжения 5, и преобразователь 5 автоматически выключается. При превьшении допустимого тока нагрузки компаратор недогрузки 8 не меняет своего прежнего состояния. При сильной недогрузке преобразователя 5 напряжение на измерительном резисторе 3 оказывается ниже порогового напряжения, обеспечивае мого резистивным делителем 7. При этом компаратор недогрузки 8 вырабатывает сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 9. Ключ 9 замыкается и резистор подгрузки 12 через замкнутый ключ 9 подключается к выходным клеммам 10, 11 преобразователя. Благодаря введенным средствам выходное напряжение поддерживается стабильным в широком диапазоне выходных токов. При этом пульсации напряжения существенно снижены.

fO

-0

5

12

-0//

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий импульсный стабилизированный преобразователь, один из входных питающих выводов которого подключен к одному из входов компаратора перегрузки и , к одному из выводов измерительного резистора, другой вывод которого соедине.1 с входным выводом, между которым и другим входом компаратора перегрузки включены источник порогово го напряжения и резистивный делитель, выход которого соединен с одним из входов компаратора недогрузки, выход которого подключен к управляющему входу ключа, через который резистор подгрузки подключен к выходным вьюодам преобразователя, вход коммутации которого соединен с выходом компаратора перегрузки, отличающийс я тем, что, с целью снижения пульсаций выходного напряжения, в него введены последовательно соединенные преобразователь напряжения (О в ток и масштабирующий резистор, включенные соответственно между выходом компаратора недогрузки и указанньоу питающим входным выводом Преобразователя, причем их общая точка соединения подключена к другому входу кс гааратора недогрузки. 4 сл 00 СО