Вторичный источник электропитания Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 G05F1/56 

(Л

с

00 ji

00

к

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры, электротехнических систем и прецизионной аппаратуры и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1157535.

Цель изобретения - уменьшение длительности переходных процессов регулирования, снижение уровня пульсаций, импульсных и высокочастотных помех.

На чертеже представлена схема вторичного источника электропитания.

Источник электропитания содержит ключевой регулятор 1 последовательного типа., LCD-фильтр 2, модул ятор 3, выход которого соединен с входом ключевогр регулятора, а один из входов - с выходом блока 4 управления по току канала управления ключевого регулятора, входной вывод регулирующего элемента 5 непрерывного действия последовательного типа соединен с входным выводом ключевого регулятора, а выходной выход - с одноименным выходным выводом LCD-фильтра 2, вход схемы 6 сравнения регулятора напряжения непрерывного действия подключен к выходным выводам вторичного источника электропитания через делитель 7 напряжения, а вывод схемы 6 сравнения соединен с входом блок-а 4 управления по току и через датчик 8 тока с входом регулятора 5 непрерывного действия, входы блока 9 управления по напряжению соединены с входными выводами вторичного источника электропитания, а выходы - соответственно с одним из входов мрдулятора 3 и средней точкой делителя 7 1чапряжения, нагрузку 10, связанную с выходными выво- вторичного ирт очника э л ектр опитания, и два контура регулирования.-выходного напряжения автоматически регулируемым коэффициентом усиления цепей отрицательной обратной связи по напряжению, общей составной частью которых являются высокочастотный быстродействующий антилогарифмический усилитель 11 (сравнива19щий-и управляющий элемент),, делитель 1:2-и 13 выходного напряжения стабилизатора, точка которого подключена к инверти рую- щему входу усилителя, источник 14 и 15 о;п ор- ного напряжения, подключенный к неинвер- тируюплему входу усилителя.

К выходу усилителя подключены две цепи; первая образована соединением выхода 16 антилогарифмического быстродействующего высокочастотного усилителя через форсирующий контур, состоящий из конденсатора 17 и резистора 18, с базой транзистора 19 эмиттерного повторителя, являющегося регулирующим элементом непрерывного действия параллельного типа, к базе которого также подключена средняя точка делителя 20 и 21 выходфго напряжения, причем коллектор транзйбтора подключен к общей mtffi, а эмйтт через 22 - к выход 5 стй6мя108аЯЙ р«.; втора-я цШ Ь образована соединением выхода усилители через формирующий контур, состоящий из конденсатора 23 и резистора 24, к базе транзистора эмиттерного гювторителя 25, к базе ко- торого также подключена средняя точка делителя 26 и 27 выходного напряжения стабилизатора, причем коллектор транзистора подключен к выходу стабилизатора, а его эмиттер - через резистор к общей щине стабилизатора, а через диод 28, катод 0 которого подключен к эмиттеру транзистора эмиттерного повторителя, к средней точке датчика 8 тока, подключенного к регулирующему элементу 5 непрерывного действия последовательного типа.

5Источник электропитания работает следующим образом.

При отсутствии возмущающих воздействий по входу всякие изменения выходного нaпpяжe iия и тока нагрузки 10 отрабатыQ ваются регулирующим транзистором 5 непрерывного действия последовательного типа, связанным о цепи обратной связи через датчик 8 тока, схему 6 сравнения и делитель 7 напряжения, коэффициент усиления и полоса пропускания которой явля5 ются постоянными величинами, максимальные значения которых ограничены условиями устойчивости и отсутствия перерегулирования, и по цепи обратной связи через датчик 8 тока, диод 28, эмиттерный повторитель 25, форсирующий контур на элемен тах 23 и 24, высокочастотный быстродействующий антилогарифмический усилитель, являющийся также сравнивающим и управляющим элементом, к неинвертирующему входу которого подключен источник 14 и 15 опорного напряжения, через делитель 12 и 13 напряжения, подключенный к инвертирующему входу с выходом стабилизатора, а также регулирующим транзистором 19 непрерывного действия параллельного типа, связанным по цепи обратной связи через формирую0 щий контур, высокочастотный быстродействующий антилогарифмический усилитель и делитель 12 и 13 напряжения с выходом стабилизатора.

За счет выбора величин резисторов 26- 28 и 21 обеспечивается асинхронный ре жим работы эмиттерного повторителя 25 и эмиттерного повторителя,собранного на транзисторе 19, таким образом, что при появлении на выходе пульсации положительной полярности (или импульсной и высоко частотной помехи) открывается эмиттерный повторитель 25, увеличивая ток через регулирующий транзистор 5, и закрывается регулирующий транзистор 19, а при появлении на выходе пульсации отрицательной полярности открывается эмиттерный повторитель,

5 собранный на транзисторе 24, являющийся регулирующим элементом непрерывного действия параллельного типа, и закрывается эмиттерный повторитель 25.

Цепи отрицательной обратной связи, включающие в себя антилогарифмический быстродействующий высокочастотный усилитель и форсирующие цепи на элементах 28 и 24, 17 и 18, имеют этически регулируемый коэффициен усиления и щи- рокую полосу пропускания.

Кроме того, всякие изменения выходного напряжения и тока нагрузки отрабатываются ключевым регулирующим элементом 1, управляемым током, протекающим через датчик 8 тока. При этом сигналы, поступающие с выходов блока 9 управления по напряжению на входы модулятора 3 и схемы 6 сравнения, не изменяют относительной длительности импульсов управления на выходе модулятора. Среднее значение тока, протекающее через ре1 улирующие транзисторы 5 и 19 непрерывного действия, и среднее значение напряжения устройства поддерживаются на заданном уровне изменением длительности замкнутого состояния ключевого регулирующего элемента 1.

Исходя из целей сокращения длительности переходных процессов стабилизации выходного напряжения, уменьщеф уровня пульсаций импульсных и высокочастотных помех выходного напряжения, необходимо иметь максимально возможно высокий коэффициент усиления цепей отрицательной обратной связи и щирокую полосу пропускания, но для сохранения устойчивости и отсутствия перерегулирования их необходимо ограничивать. Необходимость больщого коэффициента усиления и щирокой полосы пропускания обусловлено и наличием в выходном фильтре конденсатора, который удлиняет процесс регулирования, ввиду экспоненциального характера процессов его заряда (разряда).

Коэффициент усиления и полоса пропускания цепи отрицательной,обратной связи, включающая схему б сравнения и транзистора 5, высоки, но все же ограничены условиями устойчивости и отсутствия перерегулирования.

Увеличивать автоматически коэффициент усиления цепей отрицательной обратной связи по напряжению позволяет применение антилогарифмического усилителя.

Увеличенный коэффициент усиления цепи отрицательной обратной связи при боль- щих отклонениях выходного напряжения за

счет антилогарифмической хаактеристики усилителя обеспечивает в начале процесса регулирования увеличенные токи заряда через регулирующий транзистор 5 и разряда

через транзистор 19, чем обеспечивается сокращение переходного процесса, уменьшение пульсаций, импульсных и высокочастотных помех выходного напряжения.

По мере уменьщения отклонения вы,. ходного напряжения стабилизатора от номинального до нулевого значения коэффициент усиления антилогарифмического уси - лителя уменьщается до нуля, что позволяет избежать перерегулирования.

15

Формула изобретения

0

Вторичный источник вл ё к тропитания по авт. св. № 1157535, отличающийся тем, что, с целью уменьщения длительности переходного процесса регулирования, уменьшения пульсаций, импульсных и высокочастотных помех, в него введены три делителя выходного напряжения и источник опорного напряжения, подключенные между выходным выводом и общей тиной, два эмиттерпых

5 повторителя, диод, антилогарифмический усилитель, два конденсатора, к каждом} из которых параллельно подключен дополнительный резистор, причем неинвертирующий вход антилогарифмического усилителя подключен к источнику опорного напряжения,

0 инвертирующий вход - к выходу первого делителя выходного напряжения, а выход антилогарифмического усилителя соединен через первый конденсатор с базой транзистора первого эмиттерногр .{ овторителя, куда также подключена средняя точка второго де5 лителя выходного напряжения, коллектор транзистора первого эмиттерного повторителя подключен к общей тине, а эмиттер через первый резистор - к выходному выводу, кроме того, выход антилогарифмнчссQ кого усилителя через второй конденсатор подключен к базе транзистора второго эмнт- терного повторителя, куда такж.е подключена средняя точка второго делителя выходного напряжения, коллектор транзистора этого эмиттерного повторителя подсоединен к

5 выходному выводу, а его эмиттер подключен через второй резистор к общей щине и через диод к средней точке датчика тока, подключенного к регулирующему элементу непрерывного действия последовательного типа.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является уменьшение длительности переходного процесса регулирования, уменьшение пульсаций и высокочастотных помех. Цель изобретения достигается введение.м в схему антилогарифмического усилителя 11 и двух эмиттерных повторителей 19, 25. Увеличенный коэффициент усиления цепи отрицательной обратной связи при больших отклонениях выходного напряжения за счет антилогариф.мической характеристики усилителя обеспечивает в начале процесса регулироваия увеличение тока через тр;111зисторы 15 и 19, чем обеспечивается увеличение быстродействия цепей регулирования. Благодаря применению форсирующих цепей, выполненных на конденсаторах 17, 23 и резисторах 18 и 24, обеспечивается широкая полоса пропускания. 1 ил.