Источник питания постоянного напряжения с защитой Советский патент 1987 года по МПК H02M3/335 H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты источников питания устройств автоматики и радиоаппаратуры.

Цель изобретения - расширение области использования и повышение надежности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема источника питания; на фиг. 2 - функциональная схема программируемого стаби. 1изатора тока и блока управления программируемым стабилизатором тока.

Устройство содержит ключевой преобразователь 1 постоянного напряжения ,в переменное, вторичной обмоткой трансформатора через высокочастотный вЕ трямитель и сглаживающий фильтр 2 подключенный к нагрузке 3, узел защиты от перегрузки по току, выполненный на трансформаторе 4 тока, вспомогательном вьтрямителе 5, пороговом и исполнительном узле 6 защиты, программируемом стабилизаторе 7 тока и блоке 8 управления, подключенном непосредственно к одному из входов ключевого преобразователя 1 постоянного напряжения в переменное. Отрицательный вывод -U через первичную обмотку 9 трансформатора 4 тока подключен к ApyroNfy входу ключевого преобразователя 1 постоянного напряжения в переменное. Вторичная обмотка 10 трансформатора 4 тока подключена к входу вспомогательного выпрямителя 5, выход которого подключен к пороговому исполнительному узлу 6 защиты. Обмотка 11 подмагни- чивания трансформатора 4 тока подключена к выходу программируемого стабилизатора 7 тока, управляющий вход которого подключен к выходу блока 8 управления. Блок 8 управления выполнен на регистре 12, коммутаторе 13, транзисторных ключах 14. Программируемый стабилизатор 7 тока состоит из микроэлектронного стабилизатора 15, транзистор- 16, база которого через резистор 17 подключена к положительной выходной тине микроэлектронного стабилизатора 15, а через резисторы 18, 19 и 20 - к коллекторам соответствующих транзисторных ключей 14. Эмиттер транзистора 16 через резистор 21 обратной связи подключен к выходу микроэлектронного стабилизатора 15. Коллекторной нагрузкой транзистора 16 служит обмотка 11

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

подмагничивания трансформатора 4 тока.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к источнику постоянного напряжения начинает свою работу ключевой преобразователь 1 постоянного напряжения в переменное и на выходе выпрямителя 2 появляется переменное напряжение прямоугольной формы, которое после выпрямления и сглаживания поступает в нагрузку 3.

Через первичную обмотку трансформатора ключевого преобразователя 1 и первичную обмотку 9 трансформатора 4 тока протекает импульсный ток трапецеидальной формы, который создает переменный магнитный поток в сердечнике трансформатора 4 тока. Через обмотку 11 нодмагничивания протекает постоянный ток от программируемого стабили

затора 7 тока, поэтому в сердечнике трансформатора 4 тока, кроме переменного магнитного потока, появляется и постоянный магнитный поток, созданный обмоткой 11 подмагничивания. От постоянного магнитного потока происходит встречное намагничияание сердечника трансформатора 4 тока, причем величина намагничивания сердечника пропорциональна току и числу витков обмотки подмагничивания. Когда переменный магнитный поток, создаваемый импульсным потоком, протекающим через первичную обмотку 9 трамс- форматора 4 тока, превышает постоянный магнитный поток, создаваемый постоянным током программируемого стабилизатора 7 тока, появляется напряжение на обмотке 10 трансформатора 4 тока. Это напряжение выпряьшяется вспомогательньп вьшрямителем 5. Уровень выпрямленного напряжения пропорционален импульсному току. При возрастании тока нагрузки происходит возрастание импульсного тока в первичной обмотке 9 трансформатора 4 тока, а следовательно, уровня выпрямленного напряжения, и при достижении им порогового уровня происходит срабатывание узла 6 защиты, что приводит к отключению ключевого преобразователя 1 напряжения. С помощью блока В управления можно изменять в широких пределах величину тока программируемого стабилизатора 7 тока, в результате чего изменяется величина встреч

ног(1 f l.iMai (1НЧ(;в, серцет ика rpaiic- форматора 4 тока н, следовател,н(1, уровень срабатывания загцнты по току в широких пределах. При включении ключевого преобразователя 1 импульсный ток, протекающий через первичную обмотку 9 трансформатора 4 тока, значительна превышает импульсный ток, про- текаюишй через эту обмотку в стацио- нариом режиме. Поэтому для исключения ложиог о срабатывания защиты блок 8 управления на время переходного процесса ключевого преобразователя 1 напряжения задает ток обмотке 11 под- магничивания больший, чем при работе устройства в стационарном режиме.

Благодаря тому, что блок 8 управления может менять уровень срабатывания защиты по току в широк1гх пре- делах, его можно использовать для построения программируемых источников питания, уровни напряжения и токов которых могут изменяться в широких пределах.

Блок 8 прогрям ного управления совместно с программируемым стабилизатором 7 тока работает следующим образом.

На вход регистра 12 подается, на- пример, параллельный цифровой код, который запоминается этим регистром и поступает на коммутатор 13, Последний представляет coGofi логическое устройство, преобразующее ттот код и включающее один из транзисторных ключей 14, создавая на базе транзистора 16 соответствующее опорное напряжение, которое и задает соответствующий ток стабилизации прс- граммируемого стабилизатора 7 тока,

При использовании устройства для работы преобразователя 1 в двух режимах (переходном и стационарном) вместо регистра 12 и коммутатора 13 и

ih ioK 8 управлени/ч устанавливается таймер. Блок 8 управления быть вь полнен и по другим функциональным схемам, например: регистр, цифро- аналоговый преобразователь, который подает опорное ч,- ;фяжение на програм- мируег-п,ц1 стаби1и чатор 7 тока.

Форму

изобретения

Источник питания постоянного напряжения с защитой, содержащий ключевой преобразователь постоянного напряжения в переменное, соединенный одним из входных выводов непосредственно, а дг тим через первичную обмотку трансформатора тока с прямоуголы ой Петлей г истерезиса узл защиты от перегрузок по току - с клеммами для подключения источника постоянного напряжения, исполнительная обмотка трансформатора тока подключена к входу вспомогательного выпрямителя, вьСхОД которого соединен с входом порогового и 1:сполнитель- ного узла защиты, а вторичная обмот- -;а выходного трансформатора преобразователя нaпpйжu l; . через зысокочас- i o i ii;: i выпрям-те. ть и фильтр Соединен с клеммами ,:ijiH подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ и и с я тем, / lO, расширения области исполь - р.шия и повышения надежност-и устройства, в него введен програм: 1ируемь;й ст: билизатор тока и узел управления пгмэграммируемым стабилизатором тока, выполненный на последовательно соединенных регистре, коммутаторе и блоке транзисторных ключей, причем выход SjiOKa транзисторных ключей подключен к входу программируемого стабилизатора тока, выход которого соединен с обмоткой подмагничивания трансформатора тока.

«N

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты источников питания устройств автоматики и радиоаппаратуры. .Цель изобретения заключается в расширении области использования и повышении надежности устройства. Источник питания содержит ключевой преобразователь 1 постоянного напряжения в переменное, вторичной обмоткой трансформатора через высокочастотный вьтрямитель и сглаживаюш 1й фильтр 2 подключенный к нагрузке 3. Узел защиты от перегрузки по току выполнен на трансформаторе 4 тока с прямоугольной петлей гистерезиса, вспомогательном выпрямителе 5, пороговом и исполнительном узле 6 защиты, программируемом стабилизаторе 7 тока и блоке 8, программируемом стабилизатором тока управления. При возрастании тока нагрузки 3 происходит возрастание импульсного тока в первичной обмотке 9 трансформатора 4 тока и, следовательно, уровня вьтрямленного напряжения. При достижении им уровня порога срабатывания порогового и исполнительного узла 6 запрчты последний срабатывает, что приводит к отключению ключевого преобразователя 1 напряжения. 2 ил. (S с ее ос о (pufi