Стабилизированный источник питания Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 G05F1/569 

4&0-Т

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке стабилизированных источников питания радиоэлектронных устройств. Целью изобретения является обеспечение защиты от перегрузок по току нагрузки и упрощение схемной реализации при сохранении минимальной и постоянной статической ошибки выходного напряжения. При увеличении тока нагрузки, измеряемого датчиком 6 тока, выше величины уставки порогового элемента 7 частота импульсов с преобразователя 8 тока уменьшается. При этом уменьшается скважность работы силового ключа 1 и таким образом ограничивается величина тока нагрузки, т.е. осуществляется защита от перегрузки по току. Упрощение схемы заключается в использовании реверсивного двоичного счетчика 9 импульсов в качестве широтно-импульсного модулятора. Цифровая широтно-импульсная модуляция обеспечивает высокое качество стабилизации и постоянную статическую ошибку выходного напряжения. 3 ил.

%. /

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано при разработке стабилизированных источников питания радиоэлектронных устройств, особенно цифровых вычислительных систем и систем передачи данных.

Целью изобретения является обеспечение защиты от перегрузок по току нагрузки и упрощение схемной реализации при сохранении минимальной и постоянной статической ошибки выходного напряжения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема стабилизированного источника питания; а на фиг. 2 и 3 - графики зависимости частоты импульсов от тока и напряжения соответственно преобразователя тока в частоту и преобразо- вателя напряжения в частоту.

Стабилизированный источник питания (фиг, 1) содержит последовательно соединенные силовой ключ 1 и LCD-Фильтр 2, выход .которого подключен к выход- ным выводам. Компаратор 3 первым входом подключен к выходным выводам, вторым входом - к источнику 4 опорного напряжения, а выходом - к управляющему входу преобразователя 5 нал- ряжения в частоту импульсов, Резис- тивный датчик б тока включен между входным выводом и свободным силовым выводом силового ключа 1. Пороговый элемент 7 входом подключен к выводам резистивного датчика б тока, а выходом - к управляющему входу преобразователя 8 тока в частоту импульсов, выходом соединенного с суммирующим входом реверсивного двоичного счетчи- ка 9 импульсов, вычитающий вход которого подключен к выходу преобразователя 5 напряжения в частоту импульсов, а выход - к управляющему входу силового ключа 1. Частота преобразо- вателя 8 тока в частоту импульсов постоянна до пороговой величины тока и уменьшается с ростом тока (фиг.2), Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питания работает преобразователь 8 тока в частоту и выдает последовательность импульсов с постоянной частотой (фиг. 2), при этом реверсивный счет- чик 9 замыкает силовой ключ 1. С ростом напряжения на выходе растет частота импульсов с преобразователя 5 напряжения. Реверсивный счетчик 9 в

динамике осуществляет широтно-импульс ную модуляцию состояния силового ключа 1.

Как только величина тока нагрузки становится больше величины установки I П0р порогового элемента 7 (фиг. 2), частота импульсов с преобразователя 8 тока уменьшается, скважность работы силового .ключа 1 в конечном итоге тоже уменьшается и таким образом ограничивается величина тока нагрузки, т.е. осуществляется защита от перегрузки по току. При снижении тока меньше IП0р ключ 1 продолжает нормально работать.

Приведенная схема может работать как импульсный стабилизатор тока, для чего компаратор 3 из схемы исключают, а источник 4 опорного напряжения подключают к входу преобразователя 5, Величина стабилизируемого тока задается выбором уставки порогового элемента (выбором Iр0р). Введение.в ши- ротно-импульсный цифровой модулятор контура регулирования по току позволяет просто и эффективно осуществить защиту от перегрузок по току. При этом диапазон.ограничиваемого тока широкий: от О, II П0р до If,0p. Защита по току особенно важна при проектировании источников питания для систем передачи данных,

В устройстве существенно упрощена схемная реализация, так как вместо аналого-цифрового преобразователя и широтно-импульсного модулятора использован реверсивный счетчик, обеспечивающий цифровую широтно-импульс- ную модуляцию. При этом обеспечивается высокое качество стабилизации и постоянная статическая ошибка стабилизируемой величины.

Формула изобретения

Стабилизированный источник питания, содержащий последовательно соединенные силовой ключ и LCD-фильтр, выход которого подключен к выходным выводам, двоичный счетчик импульсов, источник опорного напряжения и преобразователь напряжения в частоту импульсов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения защиты от перегрузок по току нагрузки и упрощения схемной реализации при сохранении минимальной и постоянной статической ошибки выходного напряжения, в него введены резистивный датчик то5155

ка, пороговый элемент, преобразователь тока в частоту импульсов и компаратор, а в качестве двоичного счетчика использован реверсивный двоичный счетчик импульсов, причем резис- тивный датчик тока включен между входным выводом и свободным силовым выводом силового ключа, пороговый элемент входом подключен к выводам резистивного датчика тока, а выходом - к управляющему входу преобразователя тока в частоту импульсов, частота которого постоянна пороговой

Тлср Фиг. 2

величины тока и уменьшается с ростом тока, компаратор первым входом подключен к выходным выводам, вторым входом - к источнику опорного напряжения, а выходом - к управляющему входу преобразователя напряжения в частоту импульсов, выходом соединенного с вычитающим входом реверсного двоичного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу преобразователя тока в частоту импульсов, а выход - к управляющему входу силового ключа.

а

ФигЗ