Стабилизированный источник питания Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизаторах напряжения.

Известны стабилизированные источники питания, в которых применяются ограничители тока в цепи транзисторов преобразователя 1.

Наиболее близким к изобретению является стабилизированный источник питания, содержащий преобразователь постоянного напряжения, силовой трансформатор, выходной выпрямитель, выходной фильтр, компаратор обратной связи, один вход которого подключен к выходу источника питания, другой вход - к выходу источника опорного напряжения, а выход - к одному входу широтно-импульсного модулятора (ШИМ) другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения (ГПН), вход которого соединен с выходом задающего генератора (ЗГ), выход ШИМ соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения, датчик тока, соединенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, выпрямитель ограничителя тока, вход которого подключен к выходу датчика тока, один из выходных зажимов - к общей точке источника питания, другой зажим - к первому входу компаратора ограничителя тока, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход компаратора ограничителя тока соединен с выходом компаратора обратной связи 2.

Недостатком известных стабилизаторов является низкая устойчивость работы в режиме ограничения тока, что связано с резким изменением длительности импульса щиротно-импульсного модулятора, вследствие малой крутизны импульса тока транзисторов преобразователя, приводящая к резкому снижению выходного напряжения и срабатыванию защиты от понижения выходного напряжения. Кроме того, стабилизаторы работают неустойчиво и при параллельной работе на общую нагрузку.

Целью изобретения является повышение УСТОЙЧИВОСТИ и надежности источника питания как при автономной, так и параллельной работе.

Эта цель достигается тем, что в стабилизированный источник питания, содержащий преобразователь постоянного напряжения, силовой трансформатор, выходной выпрямитель, выходной фильтр, компаратор обратной связи, один вход которого подключен к выходу источника питания, другой вход - к выходу источника опорного напряжения, а выход - к одному входу щиротно-импульсного модулятора, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, вход котороГО соединен с выходом задающего генератора, выход щиротно-импульсного модулятора соединен с входом формирователя импульсов выход которого соединен с входом преобразователя постоянного напряжения, датчик тока, соединенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, выпрямитель ограничителя тока, вход которого подключен к выходу датчика тока, источник опорного напряжения ограничителя тока, выходом подключенный к одному входу компаратора ограничителя тока, выход которого соединен с выходом компаратора обратной связи, введен второй генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход соединен последовательно согласно с выходом выпрямителя ограничителя тока, причем один из крайних выводов цепочки из последовательно-согласно соединенных выпрямителя ограничителя тока и второго генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу компаратора ограничителя тока, другой крайний вывод - к общей точке источника питания.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый стабилизированный источник питания; на фиг. 2 - эпюры напряжений предлагаемого источника питания; на фиг. 3 - эпюры напряжений известного источника питания.

Стабилизированный источник питания содержит преобразователь 1 постоянного напряжения, силовой трансформатор 2, выходной выпрямитель 3, выходной фильтр 4, компаратор 5 обратной связи, один вход которого подключен к выходу источника питания, другой вход - к выходу источника 6 опорного напряжения, а выход - к одному входу ШИМ 7, другой вход которого соединен с выходом ГПН 8, вход которого соединен с выходом ЗГ 9, выход ШИМ 7 соединен с входом формирователя 10 и.мпульсов, выход которого соединен с входом преобразователя 1 напряжения, датчик 11 тока, соединенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора 2, выпрямитель 12 ограничителя тока, вход которого подключен к выходу датчика 11 тока, источник 15 опорного напряжения ограничителя тока, выходом подключенный к одному входу компаратора ограничителя 13 тока, выход которого соединен с выходом компаратора 5 обратной связи, второй ГПН 14, вход которого соединен с выходом ЗГ 9, а выход соединен последовательносогласно с выходом выпрямителя 12 ограничителя тока, преобразователь выполнен на транзисторах 16-19.

При уменьщении длительности выходных сигналов ШИМ 7 уменьшается и выходное напряжение источника питания. При достижении выходным напряжением минимально

допустимого значения срабатывает защита от понижения напряжения и стабилизатор отключается (схема защиты источника питания на фиг. 1 не показана).

Как видно из эпюр напряжений (фиг. 2) при работе стабилизированного источника питания Б режиме ограничения тока (Ut2 + + ) из-за больщой крутизны импульса напряжения UK ГПН 14 при одинаковых приращениях тока транзисторов преобразователя 1 изменение длительности импульса на выходе ШИМ 7 (показано пунктирной линией) получается намного меньще, чем у известного (фиг. 3), где Ui - выходное напряжение ЗГ;

Ug - напряжение на выходе датчика тока;

Uj-опорное напряжение ограничителя тока;

и -выходной сигнал компаратора ограничителя тока;

U5 - напряжение ГПН; Цб - выходной сигнал .компаратора обратной связи; Ut - выходной сигнал ШИМ.

В результате повышается устойчивость работы стабилизатора в режиме ограничения тока как при его автономной работе, так и параллельной на общую нагрузку и тем самым повышается и надежность источника питания.

При контролировании тока преобразователя только в первом полупериоде в двухтактных преобразователях или же контролировании тока в однотактных преобразователях схему можно выполнить без второго выпрямителя на выходе датчика тока. В этом случае выход второго ГПН подключается последовательно с датчиком ограничителя тока.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИС- . ТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий преобразователь постоянного напряжения, силоюй трансформатор, выходной выпрямитель, выходной фильтр, компаратор обратной связи, один вход которого подключен к выходу источника питания, другой вход - к выходу источника опорного напряжения, а выход - к одному входу широтно-импульсного модулятора, другой вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора, выход широтно-импульсного модулятора соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения, датчик тока, соединенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, выпрямитель ограничителя тока, вход которого подключен к выходу датчика тока, источник опорного напряжения ограничителя тока, выходом подключенный к одному входу компаратора ограничителя тока, выход которого соединен с выходом компаратора обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повыщения устойчивости и надежности источника пит;ания как при автономной, так и параллельной работе, в него введен второй генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен i с выходом задающего генератора, а выход соединен последовательно-согласно с выхоел дом выпрямителя ограничителя тока, причем один из крайних выводов цепочки из с: последовательно-согласно соединенных выпрямителя ограничителя тока и второго генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу компаратора ограничителя тока, другой крайний вывод - к общей точке источника питания. О5 ОО 4 СО vl

u,

15

%

1

U.

13

Uj

Us

Фиг. 2

Z

и.

t, t,

t.{

и.

и.

5 6

Фиъ.З