Импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания, предназначенных для питания различных электронных устройств с дифференциальной нагрузкой, требующих два разнополярных источн ика питания с общей шиной, в частности интеграль- .ных операционных усилителей и некоторых типов микропроцессоров,

Цель изобретения - повьшение надежности путем обеспечения защиты о перегрузок по току и коротких замыканий.

На чертеже изображена схема импульсного стабилизатора разнополяр- ного напряжения.

Стабилизатор содержит два накопительных конденсатора 1 и 2, два сопротивления 3 и 4, два чувствительны элемента 5 и 6, два источника 7 и 8 опорного напряжения, два коммутирующих диода 9 и 10, два суммирующих элемента II и 12, два компаратора 13 и 14. Накопительные конденсаторы 1 и 2 сопротивления 3 и 4 нагрузки, чувствительные элементы 5 и 6 и источники 7 и 8 опорного напряжения соединены между собой попарно последовательно 5 а каждая из полученных цепей подключена параллельно выходам KMnyabdHoro стабилизатора. Общие точки элементов, соединенных между собой последовательно, объединены и подключены к общей шине выходных напряжений. Катод коммутирующего диода 9 подключен к выходу положительной полярности, а анод коммутирующего диода 10 - к выходу импульсного стабилизатора отрицательной полярности. Входы источников опорного напряжения и. чувствительных элементов подключены через суммирующие элементы 1 и 12 к входам соответствующих компараторов 13 и 14. В отличие от прототипа устройство содержит силовой трансформатор с двумя первичными 15 и 16 и двумя вторичными 17 и 18 обмотками, два транзисторных ключа 19 и 20, переключаемый управляющий триггер 21, запускающие ключи 22 и 23, схему 24 задержки, подключенную параллельно входу импульсно.го стабилизатора, переключающие оптроны 25 и 26.

Выходная обмотка 17 включена между анодом коммутирующего диода 9 и

510452

общей 11иной,а вторая выходная обмотка 18 подключена между общей шиной выходных разнополярных напряжений и катодом коммутирующего

5 диода 10. Общая точка первой 15 и второй 16 входных обмоток силового трансформатора подключена к положительному входу импульсного стабилизатора, а другие концы входных обмоток

0 через транзисторные ключи I9 и 20 подключены к корпусу внешнего источника. Входы транзисторных ключей 19 и 20 подключены к соответствуюи1им выходам переключаемого управляющего

5 триггера 21. Первые два входа этого триггера через запускающие ключи 22 и 23 подключены параллельно входу импульсного стабилизатора, вторые входы триггера 21 подключены через

0 переключающее оптроны 25 и 26 к

выходам компараторов 13 и 14 соответственно.

В импульсном стабилизаторе общая точка выходных разнополярных напря5 жений развязана с корпусом внешнего источника, а при необходимости эти точки могут быть соединены.

Импульсньй стабилизатор работает следующим образом.

В первый момент времени схема 24 задержки обеспечивает отпирание за пускающих транзисторов 23 и 22, которые переключают управляющий три-; триггер 2 в автогенераторный режим

5 работы. Возникшие в схеме автоколебания (поочередное отпирание и запирание транзисторных ключей 19 и 20) вызывают появление на входных обмотках 15 и 16 силового трансформа 0 тора переменного напряжения прямоугольной формы, которое преобразуется в переменное напряжение на выходных обмотках 17 и 18 силового трансформатора . ВьЕПрямленное напряжение

45 через коммутирующие диоды 9 и 10

поступает на накопительные конденсаторы 1 и 2 и на сопротивления 3 и 4 нагрузки. Выходные напряжения положительной и отрицательной полярности

0 измеряются чувствительными элементами 5 и 6, сравниваются с напряжениями опорных источников 7 и 8 в элементах II и 12. С последних сигнал, соответствукщий превышению вы-

55 ходных напряжений уровней стабилизации, поступает на компараторы 13 и 14, которые срабатьшают каждый раз, когда напряжение на накопитель3

ных конденсаторах превышает уровень стабилизации.

Сигналы с компараторов 13 и 14 поступают на оптроны 25 и 26., которые обеспечивают переключение, уп- равляющего триггера из режима автогенератора в режим именно триггера и его последующее переключение. Пусть в некоторый момент времени переключаемый управляющий триггер 21 находится в таком состоянии, что транзисторный ключ 19 открыт, и через входную обмотку 15 силового трансформатора протекает ток, который наводит ток в выходной обмотке 17 и обеспечивает заряд накопительного конденсатора на уровне стабилизации, и после срабатьгоания оптро- на 25 происходит перевод переключаемого управляющего триггера в новое устойчивое положение. При этом транзисторный ключ 19 запирается, а транзисторный ключ 20 отпирается, и на входной обмотке 16 трансформатора протекает ток, который наводит ток в выходной обмотке 17. Этот ток обеспечивает заряд накопительного конденсатора 2 до уровня стабилизации, что приводит к срабатыванию

оптрона 26 и переводу переключаемого триггера 21 в новое устойчивое положение и т.д.

Схема 24 задержки необходима для обеспечения надежного выхода схемы на номинальный режим. С ее выхода в первый момент после включения поступают сигналы на запускающие транзисторы 22 и 23, которые переключают триггер 21 в режим авто- генератора. Затем схема задержки и запускающие транзисторы не оказывают влияния на работу импульсног стабилизатора. При случайном сбое .в работе из-за помех и наводок пере- ключаемый управляющий триггер автоматически переключается в режим автгенератора, вновь выводит схему на номинальный режим работы и снова переключается в режим триггера.

В случае короткого замыкания по обоим выходам происходит разряд накопительных конденсаторов 1 и 2 и срабатьшание оптронов, они запираются и это приводит к запиранию обоих транзисторных ключей 19 и 20, чем обеспечивается защита от короткого замыкания.

ю 20 5

0

5 0 5 0

0454

Величины выходных напряжений можно регулировать.

В предлагаемом импульсном стабилизаторе реализована глубокая отрицательная обратная связь, позволяющая стабилизировать выходные напряжения при воздействии дестабилизирующих факторов и несимметричного изменения нагрузки, и обеспечена защита от короткого замыкания и токовых перегрузок. Изобретение также позволяет обеспечить развязку полученных двухполярных выходных напряжений от корпуса внешнего источника питания, т.е. между общей шиной разнополяр- ных напряжений и корпусом внешнего источника можно включить любой дополнительный источник напряжения, что расширяет возможности применения предлагаемого импульсного стабилизатора .

Кроме того, в предлагаемом устройстве улучшена электромагнитная сов- местимость за счет осуществления развязки выходных напряжений, что поз-- воляет получить требуемую амплитуду высокочастотных пульсаций выход-.- ных напряжений при меньших габари- тах выходных фильтров на 10%.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного разнополярного напряжения, содержащий два накопительных конденсатора, два чувствительных элемента, два источника опорного напряжения, включенные между собой попарно последовательно и через коммутирующие диоды параллельно разнополярным выходам импульсного стабилизатора, причем общие точки последовательно соединенных элементов объединены и подключены к общему вьшоду разно- полярных напряжений импульсного стабилизатора, а выходы чувствительных элементов и источников опорного напряжения через соответствукщие суммирующие элементы подключены к входам соответствующих компараторов , отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем обеспечения защиты от перегрузок по току и коротких замыканий в него введены силовой трансформатор с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, два транзисторных ключа, два переключающих оптрона, два запускающих ключа, схема задержки, переключаемый управляющий триг- гер, причем выходные обмотки силового трансформатора включены последовательно, а их общая точка подклю чеиа к общей шине выходных напряжений импульсного стабилизатора, второй выход первой выходной обмотки подключен к аноду первого коммутирующего диода, а второй выход второ выходной обмотки подключен к катоду второго коммутирующего диода, при этом последовательно соединенные первый транзисторный ключ и первая входная обмотка силового трансфор- матора, а также второй транзисторРедактор Е.Копча

Составитель С.Горбачева Техред Э.Чижмар Корректор М.Максимишинец

Заказ 4410/44 Тираж 836Подписное

ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ный ключ и вторая входная обмотка силового трансформатора подключены параллельно входу импульсного стабилизатора, а базы транзисторных ключей подключены к выходам переключаемого управлягацего триггера, первые входы которого через запускающие ключи подключены к выходам схемы задержкиj подключенной параллельно входу импульсного стабилизатора, а вторые два входа переключаемого управляющег триггера подключены к выходам соответствующих оптронов 5 входы которых соединены с выходами соответствзт-э ч.их компараторов.

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания. Целью изобретения является повышение надежности импульсного стабилизатора постоянного разнополярного напряжения путем обеспечения защиты от перегрузок по току и коротких замыканий. Цель достигается введением в схему трансформатора с первичными 15 и 16 и вторичными 17 и 18 обмотками, транзисторных ключей 19 и 20, триггера 21, запускающих ключей 22 и 23, схемы 24 задержки и оптронов 25 и 26. Схема 24 необходима для обеспечения надежно- го запуска устройства. При случайном сбое в работе триггер 21 автоматически переключается в режим автогенератора и вновь выводит схему на номинальный режим работы. В случае короткого замыкания по обоим выходам происходит разряд накопительных конденсаторов и 2 и срабатьшание оптронов 25 и 26. Это приводит к запиранию otSoHx транзисторных ключей 19 и 20, чем и обеспечивается защита. 1 ил. с (Л сл 4 СЛ