Импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок Советский патент 1987 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизированным источникам электропитания, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1130850.

Цель изобретения - повышение КПД стабилизатора.

На чертеже приведена электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения с защитой от перегрузок.

Импульсный стабилизатор напряжения содержит входные выводы 1, через усилитель 2 мощности и выпрямитель

3подсоединенные к первичной обмотке

4сглаживающего дросселя 5, второй вывод которого подключен к первому входу порогового устройства 6, к выходным вьгеодам 7 и к входу измерително-усилительного узла 8. Параллельно выходным выводам установлен конденсатор фильтра 9.,Выходы порогового устройства и измерительно-управляющего узла подсоединены к входам импульсного управляющего узла 10, выходом соединенного с управляющим вхо Дом усилителя мощности.

Вторичная обмотка сглаживающего дросселя 11, содержащая две обмотки, одним выводом соединена с одноименным выводом первичной обмотки, а вторым - с вторым входом порогового устройства и через резистор 12 с общей шиной. I

Импульсный стабилизатор работает следующим образом.

Во включенном состоянии на вторичной обмотке дросселя 5 формируется переменное напряжение, равное ЭДС самоиндукции первичной обмотки, так

как разность витков полуобмоток вторичной обмотки равна числу витков первичной обмотки. Поскольку два одноименных вывода обмоток соединены меж- ду собой, а напряжение на первичной обмотке может быть представлено в виде суммы ЭДС самоиндукции инапряжения на активном сопротиапении обмотки, то между двумя другими конца- ми обмоток и, соответственно, между входами порогового устройства 6 действует напряжение, равное напряжению на активном сопротивлении первичной обмотки дросселя минус падение напряже- НИЛ на вторичной обмотке. Указанное напряжение пропорционально тому, протекающему через дроссель и, следова- тельно, току нагрузки.

0

0

Ток через вторичную обмотку сгла- лсивающего дросселя. 5 задается резистором 12 и выбирается таким образом, чтобы падение напряжения на ней быпо равным падению напряжения на первичной обмотке при минимальном токе нагрузки.

При номинальном токе нагрузки падение напрязкения на полуобмотках сглаживающего дросселя превышает падение напряжения на первичной обмотке и пороговое устройство находится в отключенном состоянии. При превьш1енни тока нагрузки максимального значения 5 падение напряжения на первичной обмотке дросс(2ля превьшает падение напряжения на вторичных полуобмотках и пороговое устройство включается, запирая своим выходным сигналом импульсный управляющий узел и тем самым усилитель 2 мощности.

После запирания усилителя мощности ток через дроссель постепенно уменьшается в исходное состояние, и усилитель мощности вновь вступает в работу. При последующем возрастании тока нагрузки до максимального значения пороговое устройство вновь срабатывает.

Процесс повторяется периодически до тех пор, пока проводимость нагрузки не уменьшается до величины, обеспечивающей допустимое значение выходного Тока устройства.

Таким образом, при любой проводимости нагрузки выходной ток стабилизатора не превышает заданного допустимого значения.

Падение напряжения на обмотках сглаживающего дросселя соответственно

5

0

5

I,

- -

.Wi|BP

S,

V 2

S

S, - S -

де V, V. I« - I. в

падение напряжения на первичной обмотке дросселя; падение напряжения на вторичной обмотке дросселя; ток нагрузки;

ток через вторичную обмотку дросселя;

длина одного витка провода обмотки дросселя; сечение первичной обмотки дросселя;

сечение вторичной обмотки дросселя;

удельное сопротивление провода обмотки;

число витков первичной обмотки;

число витков вторичной обмотки.

Примем следующие допущения: входной ток порогового устройства приблизительно равен нулю, срабатывание порогового устройства происходит при разности потенциалов на входах, равной нулю.

Учитывая, что в момент срабатывания защиты V, - 2 получаем

IilWjL-.Je . Ii;WilIi

2 W т -s

IH.I§A I S.

Из соотношения (1) следует, что все температурные и временные нестабильности параметров обмоток дросселя при этом из рассмотрения исключаются, т.е. обеспечивается независимость порога срабатывания схемы защиты от температуры.

090134

Ток через вторичную обмотку дросселя может быть выбран достаточно малым при соответствующем выборе сечений и числа витков первичной и вто- 5 ричной обмоток, при этом мощность, рассеиваемая на резисторе, может быть уменьшена в 10 и более раз.

Использование предлагаемой схемы защиты выгодно отличает предлагаемое О устройство от известного, так как поз- воляет повысить КПД и тем самым расширяет область применения стабилизатора.

15 ф

ормула изобретения

20

25

V)

1. Импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок по авт. св. № 113085S, отличающий- с я тем, что, с целью повьштения КПД стабилизатора, вторичная обмотка дросселя LC-фильтра выполнена из двух полуобмоток, включенных встречно-последовательно.

2. Стабилизатор по.п. 1, о т л и - .чающийся тем, что разность числа витков полуобмоток вторичной обмотки дросселя выбирается равной числу витков первичной обмотки.

r- vSAJUM 4 ysvW4.

Составитель С.Горбачева Редактор Н.Тупица Техред В,Кадар- Корректор С.Шекмар

Заказ 1798/41 Тираж 864Подписное

ВНИШШ 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

Изобретение относится к вторичным источникам питания и является дополнительным к авторскому свидетельству № 1130850. Цель - повышение КПД стабилизатора., В предлагаемом устройстве вторичная обматка фильтрующего дросселя вьшолнена в виде встречно-последовательно включенных двух обмоток, разность числа витков которых равна числу витков первичной обмотки. Такое выполнение обмоток дросселя дает возможность уменьшить ток вторичной обмотки, рассеиваемую мощность на резисторе и тем самым повысить КПД устройства в целом. При этом отпадает необходимость использования обмоточного провода малого сечения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. «