Источник вторичного электропитания Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

тельность импульса Од 10 выбирается достаточно большой, чтобы в течение этого импульса выходной ток ИП 1 уменьшился практически до нуля. Одновременно импульс Од 10 поступает на управляющий вход обнуляющего ключа 11, который разряжает емкостньш накопитель (ЕН) 12. Низкий уровень напряжения разряженного ЕН 12 через блоки выбора режимов 7 и 4 поступает на вход широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 5. При этом под действием низкого напряжения ЕН I2 блоки выбора режимов 7 и 4 запирают соответственно выход усилителя 6 сигнала перегрузИзобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным импульсным источникам вторичного электропитания.

На чертеже приведена функциональная схема источника вторичного электропитания . t

Источник содержит регулируемый импульсный преобразователь 1 напряжения с датчиком 2 выходного.тока, выход импульсного преобразователя 5 напряжения через усилитель 3 сигнала нестабильности выходного напряжения соединен с первым входом блока 4 выбора режима, выход которого соеди - нен с входом щиротно-импульсного модулятора 5, усилитель 6 сигнала перегрузки по току, вход которого соединен с выходом датчика 2 тока, а выход подключен к первому входу дополнительного блока 7 выбора режима, выход которого соединен со вторым входом блока 4 выбора режима, блок 8 запрета включен между выходом широт- но-импульсного модулятора 5 и управляющим входом регулируемого импульсного преобразователя I напряжения , последовательно соединенные компаратор 9, одновибратор 10, обнуляющий ключ 11 и емкостной накопитель 12, подключенный к второму входу дополнительного блока 7 выбора режима. Источник порогового напряжения 13 соединен с первым входом компаратора 9, второй вход котороки по току и выход усилителя 3 сигнала нестабильности выходного напряжения. Импульсы ШИМ 5 уменьшаются до нуля при разряженном ЕН 12. После окончании импульса Од 10 блок запрета 8 отпирается, обнуляюпий ключ 11 запирается и напряжение на ЕН 12 начинает плавно увеличиваться за счет заряда его током элемента 14. Введение блока выбора режима 7, обнуляющего ключа П , ЕН 1.2, зарядного элемента 14 обеспечивает увеличение мощности ИП 1 за счет уменьшения требуемого запаса по току. 1 ил.

го подключен к вьгходу датчика 2 тока. Заряднъй элемент 14 соединен с емкостным накопителем 12. Выход од- новибратора IU соединен с управляю- щим входом блока В запрета.

Источник питания работает следующим образом.

Напряжение на выходе импульсного преобразователя 1 и на вьпсоде датчика 2 тока анализируется соответственно усилителем сигнала нестабильного выходного напряжения 3 и усилителем 6 сигнала перегрузки по току.

Если в установившемся режиме величина выходного тока преобразователя 1 меньше предельно допустимого значения, то напряжение на выходе усилителя сигнала нестабильности выходного напряжения 3 меньше, чем напряжение, поступающее от дополнительного блока 7 выбора режима. При этом блок 4 выбора режима, реализация которого, в частности, может быть в виде вентиля, обеспечивает управление широтно-импульс1а1М модулятором 5 от усилителя 3 сигнала нестабильности выходного напряжения. Широтно-импульс- ный модулятор 5 вырабатывает импульс

такой длительности, которая необходима для стабилизации выходного напряжения преобразователя I. Управление преобразователем 1 производится широтно-модулированными импульсами

через блок 8 запрета, которьй в этом

режиме работы находится в отпертом состоянии.

Если величина выходного тока преобразователя 1 достигает предельно допустимого значения, то напряжение, поступающее от дополнительного блока 7 выбора режима, оказывается меньше, чем напряжение на выходе усилителя 3 нестабильности выходного напряжения . При этом блок 4 выбора режима обеспечивает управление широтно- импульсным модулятором 5 от усилителя 6 сигнала перегрузки по току через дополнительный блок 7 выбора режима. При дальнейшем уменьшении сопротивления Нагрузки преобразователя широтно-импульсный модулятор 5 вырабатывает импульсы такой длительности, которая необходима для ограничения (стабилизации) на предельно допустимом уровне выходного тока преобразователя I. При этом на выходе преобразователя 1 напряжение будет уменьшаться, а величина тока будет сохраняться на предельно допустимом уровне. В этом режиме работы преобразователя блок 3 запрета также находится в отпертом состоянии.

При мгновенном коротком замыкании на выходе преобразователя на датчике 2 тока образуется перепад напряжения, величина которого превьшает напряжение порогового источника 13. При этом на выходе компаратора 9 формируется скачок напряжения с крутым фронтом, который запускает одно- вибратор 50. Последний формирует импульс заданной длительности, передний фронт которого совпадает с фронтом скачка напряжения компаратора 9. Блок 8 запрета во Бремя действия импульса одновибратора JO запреща- ет поступление, широтно-модулирован- ных импульсов на вход управления регулируемого импульсного преобразователя t. В результате достигается безынерционное запирание силовых ключей регулируемого импульсного преобразователя по сигналу перегрузки по току. Длительность импульса одновибратора 10 выбирается достаточно большой, чтобы в течение этого импульса выходной ток преобразователя уменьшился практически до нуля. Одновременно иьтульс одновибратора 10 поступает на управляющий вход обнуляющего ключа П, который разряжает емкостной накопитель 12.

Низкий уровень напряжения разряженного емкостного накопителя I2 через дополнительный блок 7 выбора режима и блок 4 выбора режима поступает на вход широтно-импульсного модулятора 5. При этом под действием низкого напряжения емкостного накопителя 12 блоки 7 и 4 выбора режимов запирают соответственно выход

усилителя 6 сигнала перегрузки по току и выход усилителя 3 сигнала нестабильности выходного напряжения. Импульсы широтно-импульсиого модулятора 5 уменьшаются до нуля при разряженном емкостном накопителе 12. После окончания импульса одновибратора 10 блок 8 запрета отпирается, обнуляющий ключ П запирается, и напряжение на емкостном накопителе 12

начинает плавно увеличиваться за

счет заряда его током зарядного элемента 14.

Если короткое замыкание на выходе преобразователя продолжает присутствовать, то после окончания импульса одновибратора 10 выходной ток ИВЭП начнет нарастать со скоростью, определяемой скоростью увеличения напряжения на емкостном накопителе 12.

Скорость нарастания выходного тока ИВЭП выбирается такой величины, чтобы она могла быть отслежена ограниченным по быстродействию усилителем 6 сигнала перегрузки по току.

При выполнении такого условия цепь обратной связи по току, образованная усилителем 6 сигнала перегрузки по току 6, ограничивает рост выходного тока преобразователя и стабилизирует его на предельно допустимом уровне.

Если короткое замыкание прекратится, то напряжение на выходе ИВЭП достигает своего номинального значения со скоростью, также определяемой скоростью нарастания напряжения на емкостном накопителе 12.

Таким образом, при коротком замыкании на выходе ИВЭП достигнута мгновенная защита импульсного преобразователя 1; и плавный выход его в режим стабилизации тока.

Устройство обеспечивает существенное увеличение мощности преобра- зователя, отдаваемой в нагрузку за счет значительного уменьшения требуемого запаса по току регулируемого импульсного прео0разователя вследствие

более надежной защиты силовых транзисторов импульсного преобразователя при коротких замыканиях на выходе .

Формулаизобретения

Источник вторичного электропитания, содержащий регулируемый импульсный преобразователь напряжения с дат чиком выходного тока, усилитель сигнала нестабильности выходного напряжения , усилитель сигнала перегрузки по току, блок выбора режима и ши- ротно-импульсный модулятор, соединен ный выходом с управляющим входом регулируемого импульсного преобразователя напряжения, а входом - с выходом блока выбора режима, первым входом соединенного с выходом усили- теля сигнала нестабильности выходного напряжения, входом подключенного к выходному выводу, соединенному с . выходом регулируемого импульсного преобразователя напряжения, входом подключенного к входному выводу, причем выход датчика тока подключен к входу усилителя сигнала перегрузки по току, отличающийся

Редактор П.Коссей

Составитель Н.Цишевская

Техред Л.Сершокоаа Корректор Е.Сирохман

Заказ 4628/54 Тираж 63JПодписное

ВНИИПИ 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

тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения мгновенной защиты от перегрузки, он снабжен дополнительным блоком выбора режима, блоком запрета, одновибратором, компаратором, обнуляющим ключом, зарядным элементом, емкостным накопителем и источником порогового напряжения, подключенным выходом к первому входу компаратора, соединенного вторым входом с выходом датчика тока, а выходом - с входом одновибратора, выходом соединенного с управляющим входом блока запрета и входом обнуляющего ключа, соединенного выходом с обнулякщим входом емкостного накопителя , подключенного зарядным входом к выходу зарядного элемента, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен с управляющим входом регулируемого импульсного преобразователя напряжения через блок запрета, а второй вход блока выбора режима соединен с выходом дополнительного блока выбора режима, первым входом соединенного с выходом усилителя сигнала перегрузки по току, а вторым входом - с выходом емкостного накопителя.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения - повьшение надежности путем мгновенной защиты от перегрузки. При мгновенном коротком замыкании на выходе ютульсного преобразователя на датчике тока 2 образуется перепад напряжения, величина которого превьша- ет напряжение порогового источника 13. При зтом на выходе компаратора 9 формируется скачок напряжения с крутым фронтом, который запускает одао вибратор (Од) 10, формирующий импульс заданной дпительности, и передний фронт импульса совпадает с фронтом скачка напряжения компаратора 9. Блок запрета 8 во время действия импульса Од iO запрещает поступление широтно- модулированных импульсов на вход управления импульсного преобразователя (Ш1) I. Этим достигается безынерционное запирание силовых ключей ИП по сигналу перегрузки по Фоку. ДлиW Г