Стабилизирующий источник электропитания Советский патент 1989 года по МПК H02M3/335 G05F1/46 

гм

Щ

со

СП)

оо

uz.l

Изобретение относится к электротехнике и может быть испольчовано в устройствах автоматики и вторичног электропитания.

Целью изобретения является повышение надежности и точности стабилизации выходных параметров источника вторичного электропита 1ия (НВЭП) .

На фиг. 1 представлена схема ста- билизирующего источника эле1 :тропита- ния; на фиг. 2 - вариа)1Т испо:п1ения источника на TaiiMepax серии КР1006ВИ который является отечественным аналогом таймера NE555; па фиг. 3 - вре- мепные диаграмм ; его работы.

Стабилизирующий источник электропитания содержит задающий геперл юр .1 с времязадающим конденсатором 2, дифусилитель 3, через усилитеjii 4 ошибки соединенны с выходом усилителя 5 мощности, вход которого подключен к формирователю 6 управляющего напряжения, причем выход дпфуси- лителя 3 соединен с формирователем

6через первьи аналоговый коммутатор 7, триггер Шмитта 8, инвертор 9 второй аналоговьп коммутатор 10 и усилитель 11, а управляющие входы коммутаторов 7 и 10 соединены с вы- ходом задающего генератора 1.

Стабилизирующий источник питания работает следующим образом.

Задающий генератор 1 В1 1рабатьгоа- ет прямоугольное наиряжение (U - фиг. 3) с коэ1})фициентом заиолнения Т макс причем птервал времени, в течение которого напряжение на выходе генератора 1 б.тшзко к нулю (точки t}- , фиг. 3), соответствует га- раптировапной паузе в управляющем напряжении формирователя 6. Пилообразное напряжепие с конденсатора 2 сравнивается на входе дифуси:и1теля с выходным напряжением уси1И1теля 4 ошибки и через аналоговый коммутато

7подается па вход триггера Шмитта 8. При достижении порога срабатывает триггер 3, скачком изменяет свое состояние согласно характеристике (и., фиг. 3), а его выходное напряжение через коммутатор 10, усилител

11 и формирователь 6 снимает отпиращее напряжение с силовых транзистор усилителя 5 мощности.

Независимо от выходного напряжения дифусилителя 3 триггер Шмитта 8 остается во включенном состоянии на интервале c,j(Ug, фиг. 3), что ис

0 5

0 5

0

5 О

0

5

ключает дребезг фронта напряжения при запирании транзисторов ycиJП тeля 5 мощ)1ости.

В точке г- (фиг. 3) на управляющие входы аналоговых коммутаторов 7, 10 поступает управляющий сигпал от задающего генератора 1 (U, фиг.З) что приводит к обнулению выходов аналоговых коммутаторов и, как следствие, к иереводу триггера Шмитта 8 в исходное состояние независимо от выходного напряжения дифус}1лителя 3, при этом напряжение на выходе усилителя 11 не изменится до конца полупериода (точка t , фиг. 3). Далее все процессы повторяются.

На.чичие в структуре (фиг. 1) блока управления триггера Шмитта 8 позволяет заменить койпаратор, к которому предъявляются такие требовапия, как чувствительность при высоких быстродействии и коэффициенте усиления, на дифференциальный усилитель 3 с низким коз(1)ф11циентом усиления (например, может быть использован транзистор, в качестве дифференциальных входов которого заде 1Ство1заны выводы эмиттера и базы).

На фиг. 2 предетавлеп пример реализации структуры фиг. 1 с использованием ИС-таймеров серии КР 1 006ВИ1 . Здесь Ш1ГМ собран на двух корпусах 12, 13 и трех навесных элементах, причем корпус 13 включает в себя дифуси;п1тель 3, аналоговые коммутаторы 7, 10, триггер Шмитта, инвертор 9 и уси.читель 11, а корпус 12 включает задающий генератор 1. Номера выводов па фиг. 2 соответствуют таймеру КР10006ВИ1.

В режиме стабилизации выходного напряжения вход усилителя 4 ошибки подключен к фильтровому конденсатору усилителя 5 мощности (параллельно нагрузке), поэтому пульсации напряжения рабочей частоты на входе дифусилителя 3, как правило, значительно ниже амплитуды (размаха) пилообразного напряжения. В этом случае дребезг фронта при малых амплитудах пилы здесь исключается за счет гис- терезисной характеристики триггера Шмитта 8, что позволяет сохранять неизменньм выходное напряжение формирователя на интервале t - (, } независимо от напряжения на выхоле усилителя 4 ошибки.

5

в .. -жиме стабиличацяи выходноп) тока .), что в болыиинстБе случаев необходимо для формирования токоог- раничиваюшей нагрузочной характерис- тики при защите усилителя мощности от перегрузок, с целью уменьшения выходного сопрстизшения и имнул7)С- ных помех на выходе. ИВЭП датчик тока (ДТ) 1:е.1;: сообразно включать последо- вателькс с дросселем до фильтрового ,;ic,:.:Topa (фиг. 2), Здесь ny.ibca- цик г.-жа дросселя, а следовательно, и напряжение на выходе усилителт 4 ошибки во много раз больше, чем при стабилизации напряжения - ,3, а UC/UH - 0,01 .

Датчик тока ДТ может быть включен в цепь силовых транзисторов уси- 1П1теля 5 .мощности, где ток вообще имеет прррьгвистую форму, что позло- ляет использовать устроГгство для уменьшения подмагничина)1ия тран. -.фор- матора усилителя мощп1)сти.

При использовании двух уси.гн1теле ошибки (.о току и по напряжения)) выходы пос.чедних соединяют с входом дифусилителя 3 через узел развязки (R, VD на фиг. 2) для исключения их взаимного друг на друга. Устройство по фиг. 2 обладает расширенными функциональными возможностями, так как имеет прямоугольную нагрузоч} ую характеристику, где

О

Формула изобретения

1 . Стабилизирую1ций источ1П1к электропитания, содержащий задающий генератор с премязадающим конденсатором, транзисторный усилитель мощности с LC-фильтром, вход которого соединен с выходом формирователя управляющего напряжения, а выход - с вы- ходными выводами, усилитель ошибки, один вход которог о подключен к источнику опорного напряжения, а другой - к выводам для подключения источника

168«

контролируем(.1го параметра усилителя мощности, дифференциальный усилитель входы которого подключены к премя- задающему конденсатору и выходу усилителя ошибки, отличают г. й- с я тем, что, с целью поньпиения надежности и точ};ости стабилизац1И1 выходных параметров, в него введены последовательно соединенные первый аналоговый коммутатор, триггер Шмит- та, инвертор, второй аналоговый коммутатор и усилитель, причем вход первого аналогового коммутатора подключен к выходу дифференциального усилителя, выход усилителя соединен с входом формирователя управляющего напряжения, управляющие-входы аналоговых коммутаторов подключены к выходу задающего reiiejiaTopa.

2.Источник по п. i, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что выводы для подключения источника контролируемого параметра подключены к конденсатору LC-фильтра усилителя мощности.

3.Источник по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что выходы для подключения источника контролируемого параметра подключены к введенным датчику тока дросселя ЬС--фильтра или

к датчику тока силовых транзисторов уси;и1теля мощности.

4.ИСТОЧ1И1К по п. 2, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем стабилизации тока нагрузки, в него введены второй усилитель ошибки второй источник опорного напряжения

и узел развязки, причем вход второго усилителя ошибки подключен к введенным датчику тока дросселя LC-фильтра или силовых транзисторов усилителя мощности, второй вход - к второму источнику опорного напряжения, а выходы обоих усилителей о 1П1бки подключены к одному из входов дифференциального усилителя через узел развязки.

Фиг.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности и точности стабилизации выходных параметров. Цель достигается тем, что в источник электропитания введены аналоговые коммутаторы 7 и 10, триггер Шмитта (ТШ) 8, инвертор 9 и усилитель 11. Задающий генератор 1 управляет аналоговыми коммутаторами 7 и 10. Порог отпускания ТШ 8 выбирается ниже минимального напряжения на выходе дифференциального усилителя 3 и переход ТШ 8 в исходное состояние не зависит от усилителя 3 и осуществляется аналоговым коммутатором 7 в начале паузы каждого периода напряжения генератора 1. За счет этого исключается "дребезг" фронта напряжения на входе усилителя 5 мощности, что повышает надежность и точность стабилизации. Отсутствие дребезга напряжения на входе усилителя 5 мощности позволяет уменьшить амплитуду пилообразного напряжения, что повышает точность стабилизации за счет увеличения суммарного коэффициента усиления цепи обратной связи. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

и,

«3

и

11

0123

Фиг.З

Г

X