Источник питания постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в аппаратуре связи.

Цель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения в широком диапазоне изменения тока нагрузки.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого источника питания постоянного напряжения.

Источник питания постоянного напряжения содержит импульсный стабилизированный преобразователь 1, включаюш,ий в себя конвертор 2, входом подключенный через измерительный резистор 3 к входным выводам 4 и 5, а выходом - к выходным выводам 6 и 7, дифференциальный усилитель 8, выход которого соединен с управляюшим входом конвертора 2, причем один вход дифференциального усилителя 8 подключен к опорному стабилитрону 9, а другой вход через делитель напряжения 10 и И - к другому выходу конвертора 2, и вспомогательный многоканальный источник напряжения 12 со стабилизацией напряжения по первому каналу. Узел подгрузки 13 включает в себя измерительный блок 14, сигнальные входы которого подключены к выводам измерительного резистора 3, блок гальванической развязки 15, вход которого соединен с выходом измерительного блока 14, и последовательно соединенные резистор подгрузки 16 и ключ 17, подключенные к выходным выводам 6 и 7. Первый канал вспомогательного источника напряжения 12 подключен к цепи питания измерительного блока. 14, второй канал - к цепи питания блока гальванической развязки 15, третий канал - через второй токозадающий резистор 18 к опорному стабилитрону 9.

База и эмиттер коммутируюшего транзистора 19 подключены соответственно к выходу и цепи питания блока гальванической развязки 15, а коллектор соединен через развязываюший диод 20 с управляющим входом ключа 17 и через корректирующий резистор 21 с обш.им выводом опорного стабилитрона 9 и второго токозадающего резистора 18.

Источник питания постоянного напряжения работает следующим образом.

При номинальном токе нагрузки напряжение на измерительном резисторе 3 равно величине, при которой узел подгрузки 13 не влияет на работу импульсного стабилизированного преобразователя 1. При этом измерительный блок 14, блок гальванической развязки 15, коммутирующий транзистор 19, развязывающий диод 20 и ключ 17 находятся в запертом состоянии и резистор подгрузки 16 отключен от выходных выводов 6 и 7 устройства и не потребляет мощности.

Регулируемый конвертор 2 стабилизирует напряжение на выходных выводах 6 и 7 при помощи цепи отрицательной обратной связи, выполненной на дифференциальном усилителе 8. Усилитель 8 сравнивает напряжение на выходных выводах 6 и 7 относительно эталонного напряжения опорного стабилитрона 9 через делитель, образованный резисторами 10 и 11, и вырабатывает сигнал регулирования конвертором 2.

Вспомогательный многоканальный источник напряжения 12 обеспечивает гальванически развязанным питанием элементы

схемы управления, в том числе опорный стабилитрон 9 через токозадающий резистор 18, измерительный блок 14, блок гальванической развязки 15. При этом только напряжение первого канала, питающее из, мерительный блок 14, стабилизировано с помощью цепи регулирования, а в остальных каналах напряжения стабилизированы косвенно и находятся в зависимости от тока потребления в первом канале.

0 При малых токах нагрузки конвертора 2 напряжение на измерительном резисторе 3 оказывается ниже некоторого заданного порогового уровня и измерительный блок 14 вырабатывает напряжение, которое через

блок гальванической развязки 15 поступает на базу коммутирующего транзистора 19. Коммутирующий транзистор 19 отпирается и подключает цепь питания через развязывающий диод 20 к управляющему входу ключа 17. Ключ 17 замыкается, и резистор подгрузки 16 через замкнутый ключ 17 подключается к выходным выводам 6 и 7 устройства. При этом измерительный блок 14 увеличивает ток потребления по цепи питания на величину, необходимую для управления блоком гальванической развязки 15. Поскольку измерительный блок 14 подключен к первому каналу вспомогательного источника напряжения 12, охваченному обратной цепью стабилизации, то увеличение тока потребления измерительного

Q блока 14 приводит к увеличению напряжения на выходах других каналов вспомогательного источника напряжения 12, в том числе и на выходе третьего канала, питающего опорный стабилитрон 9 через токозадающий резистор 18. В результате ток, протекающий

5 через токозадающий резистор 18, увеличивается. Однако величина тока, задаваемая в опорный стабилитрон 9, остается неизменной, поскольку приращение тока отводится от опорного стабилитрона 9 с помощью корректирующего резистора 21 через отпертый

коммутирующий транзистор 19.

При токе нагрузки, при котором узел подгрузки 13 выключается, потребление тока по первому каналу вспомогательного источника питания 12 уменьшается. При этом напряжение на выходах других каналов вспомогательного источника 12, в том числе и на выходе третьего канала, питающего

опорный стабилитрон 9, уменьшается. Однако величина тока, задаваемого в опорный стабилитрон, по-прежнему остается неизменной, поскольку коммутирующий транзистор 19 запирается и утечка избыточного тока через корректирующий резистор 21 прекращается.

Таким образом, напряжение на опорком стабилитроне 9 становится более стабильным, независимым от состояния узла подгрузки 13. В результате повыщается стабильность напряжения на выходе устройства при изменении тока нагрузки в щироком диапазоне.

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий подключенный к входным выводам через измерительный резистор импульсный стабилизированный преобразователь, выходом подключенный к выходным клеммам, в состав которого входит вспомогательный многоканальный источник питающих напряжении, один из выходов которого подключен через токозадающий резистор к опорному стабилитрону, дифференциальный усилитель, один из входов которого подключен к опорному стабилитрону, другой - к выходу делителя выходного напряжения, а выход - к входу конвертора, балластный резистор, подключенный через ключ к выходным выводам, а к выводам измерительного резистора подключен сигнальный вход измерительного блока, выход которого соединен с входом блока гальванической развязки, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности выходного напряжения в щироком диапазоне изменения тока нагрузки, в него введены коммутирующий транзистор, развязывающий диод и корректирующий резистор, при этом база и эмиттер комму(Л тирующего транзистора подключены соответственно к выходу и цепи питания блока гальванической развязки, а коллектор соединен через развязывающий диод с управляющим входом ключа и через корректирующий резистор - с общим выводом опорного стабилитрона и токозадающего резистора. 00 00 ел

1Ъ