Стабилизированный источник питания Советский патент 1987 года по МПК G05F1/59 

1.129

Изобретение, относится к .электротехнике и может быть использовано при проектировании источников питания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Цель изобретения - повышение надежности стабилизированного источника питания. ,

На чертеже представлена функциональная схема стабилизированного источника питания.

Стабилизированной источник содержит N параллельно включенных и под- , ключенных к общей нагрузке 1 компенсационных стабилизаторов 2 напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего элемента 3 и резистор- ного датчика А тока, включенных поспедовательно в одну из силовых шин стабилизаторов 2, к управляюще- му входу регулирующего элемента 3 подключен эькод дифференциального усилителя 5 постоянного тока, инвертирующий вход которого соединен со средней точкой резисторного делителя 6 выходного напряжения, неинвертирующий вход подключен .к источнику 7 опорного напряжения, а также N резисторов 8 и 9, инвертирующий вход усилителя 5 постоянного тока через первый резистор 8 подключен к датчику 4 тока своего стабилизатора, а 1|1еднвертирующий вход через N-1 вто- ры ;; езисторов 9 соединен с датчиками 4 тока остальных стабилизаторов.

Между инвертирующим входом и выходом усилителя 5 постоянного тока включенж)езистор 10 обратной связи,

Чр

который служит для изменения и выбо- ipa необхо димого коэффициента усиления уислителя 5 постоянного тока.

Параллельно резистору 10 обратной связи может быть включен конденсатор 11, которьй является корректирующим элементом и служит для повышения устойчивости системы автоматического регулирования.

Для установки необходимой величины тока, отдаваемого каждым стабилизатором 2 в общую нагрузку 1, не равного току остальных стабилизаторов, первый резистор 8 может быть выполнен переменным.

Инвертируюш;ий и неинвертирующий входы диффepeнциaльнo o усилителя 5 постоянного тока целесообразно подключать .соответственно к средней точ

12

ке резисторного делителя 6 выходного напряжения и к источнику 7 опорного напряжения через развязывающие резисторы 12 и 13 . .

Питание усилителя 5 постоянного тока производится от дополнительного источника питания с напряжением

Зет

Стабилизированный источник питания работает следующим образом.

В установившемся режиме выходное напряжение стабилизатора поступает на резисторный делитель 6. Часть выходного напряжения с нижнего плеча делителя С подается на инвертирующий вход дифференциального усилителя 5 постоянного тока, где сравнивается с напряжением опорного источника 7, подающимся на неинвертирующий вход усилителя постоянного тока. Напряжение, пропорциональное току, отдаваемому стабилизатором 2 в общую нагрузку 1, со своего датчика 4 тока через первый резистор 8 также поступает на инвертируюший вход дифференциального уси,пителя 5, а на его неинвертирующий вход через N-1 вторых резисторов 9 с датчика 4 тока остальных стабилизаторов 2 поступает напряжение, пропорциональное току этих стабилизаторов. Дифференциальный усилитель 5 постоянного тока является суммирующим усилителем и осуществляет параллельное суммирование

и усиление сигналов по обоим входам одновременно, причем коэффициент ne-j редачи для каждого входного сигна- ла практически определяется отношением сопротивлений резистора 10

обратной связи и соответствующего входного резистора 8, 9, 12 или 13. (

Результирующее напряжение с выхода усилителя 5 постоянного тока

подается на управляющий вход регулирующего элемента 3. Это напряжение на управляющем входе каждого регулирующего элемента 3 устанавливается такЬй величины, чтобы на выходе

источника питания обеспечивалось заданное стабилизированное напряжение, а токи, отдаваемые всеми стабилизаторами 2 напряжения общую нагрузку 1, бьши равны между собой.

При изменении по какой-либо причине выходного напряжения или тока любого стаби;лизатора изменяются напряжения, подаваемые через резисторы 8 и 12 на инвертирующий вход

усилителя 5 постоянного -тока своего стабилизатора 2 и через резисторы 9 на неинвертирующий вход усилителя 5 постоянного тока остальных стабилизаторов. Вследствие этого изменяется напряжение на управляющем входе регулирующего элемента 3 и, следовательно, состояние регулирующего элемента таким образом, чтобы скомпенсировать возникшее отклонение, в результате чего вьтходное напряжение источника питания и токи всех стабилизаторов возвращаются практически к первоначальной величине. Так, при увеличении тока первого стабилизатора одновременно увеличивается напряжение на инвертирующем входе его усилителя 5 постоянного тока и на неинвертирующих входах усилителей 5 постоянного тока остальных стабилизаторов, вследствие чего происходит подзапирание регулирующего элемента 3 этого стабилизатора и несколько большее открывание регулирующих элементов 3 остальные стабилизаторов.

При пропадании напряжения одного из стабилизаторов, например при выходе из строя регулирующего элемента, благодаря использованию дифференциального усилителя постоянного тока в качестве суммирующего усилителя и наличию перекрестных связей входов усилителей с датчиками тока всех стабилизаторов, происходит перераспределение тока нагрузки источника питания между оставшимися исправными стабилизаторами.

При повьшении напряжения любого стабилизатора, например из-за пробоя его регулирующего элемента и отключения неисправного стабилизатора устройством защиты (например, предохранителем), нагрузка продолжает питаться оставшимися исправными стабилизаторами, причем ток нагрузки по-прежнему делится поровну межд ними.

Следовательно, в предложенном стабилизированном источнике питания осуществляется автоматическое выравнивание токов всех работающих стабилизаторов вне зависимости от их количества как при их нормальной работе, так и при выходе из строя од.- ного или нескольких стабилизаторов.

При помощи переменных резисторов 8 можно устанавливать величину тока

каждого стабилизатора как равную величине тока остальных стабилизаторов, т«к и отличную от нее.

Питание стабилизаторов напряжения может осуществляться от общего выпрямителя или от N отдельных для каждого стабилизатора выпрямителей. Использование изобретения позволит расширить область применения

стабилизированных источников питания, состоящих из нескольких параллельно включенных и работающих на общую нагрузку стабилизаторов напряжения, ввести устройство для выравнивания тока стабилизаторов и увеличить время наработки источника питания на отказ в 3-4 раз (при ) по сравлению с известным устройством. Это обеспечивается за счет введения

устройства для выравнивания тока стабилизаторов (оно состоит всего из N резисторов), а также за счет того, что в предлагаемом источнике питания осуществляется горячее резервирование стабилизаторов напряжения. При их параллельной работе и при выходе из строя любого из них источник питания продолжает работать и выдавать на общую нагрузку стаби

лизированное напряжение.

Формула изобретения 1 . Стабилизированный источник питания, содержащий N параллельно включенных и подключенных к выводам для

подключения общей нагрузки компенсационных стабилизаторов напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего элемента и резисторного датчика тока, включенных последов.ательно в одну из силовых шин стабилиза- тора, к управляющему входу регулирующего элемента подключен выход дифференциального усилителя постоянного тока, инвертирующий вход которого соединен со средней точкой резисторного делителя выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, . в каждый стабилизатор введены N резисторов, инвертирующий вход усилителя постоянного тока через, первый резистор подключен к датчику тока своего стабилизатора, а неинвертирующий, вход через N-1 резисторов соединен с датчиками тока остальных

стабилизаторов.

2. Источник по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что в каждый стабилизатор введен резистор обратной

51281951. 6

связи, включенный между инвертирую- 3. Источник пп.1 и 2, о т л и щим входом и выходом усилителя по- чающийся тем, что первый стоянного тока.резистор вьтолнен переменным.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - повьшение надежности устр-ва. Устр-во состоит из N ком- пенсационны} стабилизаторов напряжения 2, подключенных выхода)и к общей нагрузке 1. Ввведение простого устр-ва для выравнивания тока стабилизаторов, представляющее собой N резисторов 8 и 9 в каждом стабилизаторе, позволяет осуществить горячее резервирование стабилизаторов. При выходе из строя любого из стабилизаторов устр-во продолжает выдавать в нагрузку 1 стабилизированное напряжение. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. сл со сд