Стабилизированный источник питания Советский патент 1987 года по МПК H02M3/335 G05F1/563 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электроснабжения радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение динамического коэффициента стабилизации выходного тока и КПД.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизированного источника питания; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, характеризующие его работу.

Устройство содержит управляемый преобразователь 1 (фиг. 1) напряжения, выпрямитель 2, сглаживающий фильтр 3, линейный стабилизатор 4 тока, формирователь 5 импульсов переключения, задающий генератор 6, / 5-триггер 7, первый 8 и второй 9 формирователи коротких импульсов (например, в виде дифференцирующих С -цепо- чек), первый 10 и второй 11 элементы И, элемент НЕ 12, элемент ИЛИ 13, триггер Шмитта 14, первый 15, второй 16 и третий 17 импульсные трансформаторы. Позициями 18 и 19 на схеме обозначены выводы для подключения первичной сети постоянного тока, а позициями 20 и 21 - выводы для подключения нагрузки. Питающий вход преобразователя 1 напряжения соединен с выводами 18 и 19, а управляющие входы - с соответствующими выходами формирователя 5 импульсов переключения. Вход выпрямителя 2 - подключен к выходу преобразователя 1 напряжения. Вход сглаживающего фильтра 3 соединен с выходом выпрямителя 2, а выход через линейный стабилизатор 4 тока - с выводами 20 и 21. Выход задающего генератора 6 подключен к первому входу формирователя 5 импульсов переключения. Вход триггера Шмитта 14 соединен с выводами линейного стабилизатора 4 тока, а выход - с одним из входов элемента И 10, через формирователь 8 коротких импульсов - с одним из входов элемента ИЛИ 13 и через элемент НЕ 12 - с одним из входов элемента И 11. Выход задающего генератора 6 через последовательно соединенные формирователь 9 коротких импульсов и импульсный трансформатор 15 подключен к другим входам элементов И 10 и 11. Другой вход элемента ИЛИ 13 соединен с выходом элемента И 10. Входы / 5-триггера 7 через импульсные трансформаторы 16 и 17 подключены к выходам соответственно элемента ИЛИ 13 и элемента И 11, а выход соединен с вторым входом формирователя 5 импульсов переключения.

Стабилизированный источник питания характеризуется релейным режимом и работает следующим образом.

Задающий генератор 6 вырабатывает импульсы Uc (фиг. 2 а) с частотой следования, вдвое превыщающей частоту работы преобразователя 1 напряжения. С выхода задающего генератора 6 импульсы Ue поступают

на входы формирователя 5 импульсов переключения и формирователя 9 коротких импульсов. С выхода формирователя 9 импульсы t/9 (фиг. 2 б) подводятся к соответствующим входам элементов И 10 и 11. При работе преобразователя 1 напряжения напряжение на выходе фильтра 3 возрастает. Следовательно, при неизменных параметрах нагрузки напряжение U (фиг. 2 в) на выводах линейного стабилизатора 4 тока

0 также увеличивается. Так как напряжение Un является управляющим для триггера Шмитта 14, при достижении порога L 4cp срабатывания последнего на его выходе появляется напряжение fVu (фиг. 2 г) с уровнем логической единицы. По переднему фронту включения триггера Шмитта 14 формирователя 8 коротких импульсов формируется импульс Ue, (фиг. 2 д) сброса, который через элемент ИЛИ 13 и импульсный трансформатор 16 поступает на -вход 5-тригге0 ра 7. На выходе / 5-триггера 7 появляется напряжение Uj (фиг. 2 и) с уровнем логического нуля, которое через формирователь 5 выключает преобразователь 1 напряжения. Выходное напряжение триггера Шмитта 14 поступает также на элемент И 10 и эле5 мент НЕ 12. На выходе элемента И 10 формируются дополнительные импульсы Uio (фиг. 2 е) сброса / 5-триггера 7, которые служат для повышения помехоустойчивости источника питания в случае потери одного или нескольких основных импульсов Us

сброса.

Таким образом, когда на выходе триггера Шмитта 14 присутствует уровень логической единицы, на выходе элемента ИЛИ 13 формируются совокупность импульсов (фиг. 2 ж) сброса. В это время на выходе эле5 мента И 11 формируется напряжение U (фиг. 2 з) с уровнем логического нуля и на S-вход / 5-триггера 7 сигналы не поступают.

После отключения преобразователя 1 нао пряжения напряжение U на выводах линейного стабилизатора 4 тока начинает уменьшаться до величины отпускания (нижнего порога срабатывания) триггера Шмитта 14. При этом на выходе триггера Шмитта 14 формируется уровень логического нуля,

5 который подается на соответствующий вход элемента И 10, закрывая его для прохождения сигналов сброса на / -вход / 5-тригге- ра 7. Одновременно на элемент И 11 с выхода элемента НЕ 12 подается сигнал логической единицы и на выходе элемен та И 11 формируются импульсы Уц, которые через импульсный трансформатор 17 поступают на 5-вход RS-тригге- ра 7. На выходе / 5-триггера 7 формируется сигнал Uj с уровнем логической единицы,

j который через формирователь 5 включает преобразователь 1 напряжения. Напряжение на выходе фильтра 3 начинает увеличиваться, при этом увеличивается также напряжение f/4 на выводах линейного стабилизатора 4 тока и цикл повторяется.

Частота включения преобразователя с образованием напряжения U (фиг. 2 к) определяется параметрами сглаживающего фильтра 3, разностью уровней (Уср, Uo-ra триггера Шмитта 14 и параметрами нагрузки.

По сравнению с известными устройствами предлагаемый источник питания обладает более высоким быстродействием, обеспечивает поддержание напряжения на линейном стабилизаторе 4 тока на постоянном уровне при воздействии дестабилизирующих факторов как по цепи нагрузки, так и по входному напряжению, причем частота и амплитуда дестабилизирующего воздействия могут быть весьма высокими. Кроме того, при использовании предлагаемого источника питания возможна стабилизация напряжения на линейном стабилизаторе 4 тока на значительно меньщем уровне, чем в известных устройствах, при этом умеиьшается рассеиваемая на нем мощность и повышается КПД устройства. Благодаря высокому быстродействию канала обратной связи линейный стабилизатор 4 тока работает в активном режиме и без перегрузок при воздействии различных дестабилизирующих факторов.

Формула изобретения

Стабилизированный источник питания, содержащий управляемый преобразователь напряжения, питающий вход которого соединен с выводами для подключения перпгмтгтппгтгтплп

вичной сети постоянного тока, а управляющие входы - с соответствующими выходами формирователя импульсов переключения, выпрямитель, вход которого подключен к

выходу преобразователя напряжения, сглаживающий фильтр, вход которого соединен с выходом выпрямителя, а выход через линейный стабилизатор тока - с выводами для подключения нагрузки, задающий генератор, выход которого подключен к первому

входу формирователя импульсов переключения, три импульсных трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения динамического коэффициента стабилизации выходного тока и КПД, в него введены тригс гер Шмитта, два формирователя коротких импульсов, два элемента И, элемент НЕ и / 5-триггер, причем вход триггера Шмитта соединен с выводами линейного стабилизатора тока, а выход - с одним из входов первого элемента И, через первый форми:

0 рователь коротких импульсов - с одним из входов элемента ИЛИ и через элемент НЕ - с одним из входов второго элемента И, выход задающего генератора через последовательно соединенные второй форми, рователь коротких импульсов и первый импульсный трансформатор подключен к другим входам обоих элементов И, другой вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, входы / 5-триггера через второй и третий импульсные трансформато0 ры подключены к выходам соответственно элемента ИЛИ и второго элемента И, а выход соединен с вторым входом формирователя импульсов переключения.

:/«

а д

г о

О

хЧп

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение динамического коэффициента стабилизации выходного тока и КПД. Принятая струке и тура построения канала обратной связи с введением в него триггера 14 Шмитта, / S-триггера 7, элементов И 10, 11, НЕ 12, ИЛИ 13, а также формирователей 8, 9 коротких импульсов позволяет поддерживать напряжение на линейном стабилизаторе 4 тока на неизменном уровне при воздействии дестабилизирующих факторов как по цепи нагрузки, так и по входному напряжению. При этом обеспечивается высокое быстродействие источника питания по отработке отклонений тока от заданного значения. Преобразователь 1 напряжения работает в релейном режиме, частота переключения его транзисторов определяется параметрами сглаживающего фильтра 3, разностью уровней срабатывания и отпускания триггера 14 Шмитта и параметрами нагрузки. 2 ил. да 13 9 (/) FSpzii fS СО со О5 00 -а-CD-I Й/г/

Составитель Л. Морозов

Редактор Н. ТупицаТекред И. ВересКорректор В. Бутяга

Заказ 3812/53Тираж 659Подписное

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

ЩД