Многоканальная система электропитания Советский патент 1991 года по МПК G05F1/577 

ш (Л

ременного тока„ Устройство содержит управляемый источник 1 напряжения переменного тока, силовой трансформатор 2, N вторичных обмоток которого подключены к входам N каналов стабилизация на линейных стабилизаторах 40 Управляющий вход источника 1 соединен с выходом блока 5 управления„ В схему введены импульсный трансформатор 7 с N вторичными обмотками 9, соединенными через ограничительные диоды 6 со стабилизаторами 4, управляемый ключ 10, генератор 11 импульсов, вспомогательный источник 12 питания и конденсатор 14„ Это позволяет гальванически развязать каналы от источника 10 2 ил„

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания нагрузок, требующих различные номиналы напряжений при широком диапазоне изменения их токов Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения гальванической развязки выходов каналов стабилизации от управляемого источника напряжения пе

20

25

30

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания агрузок, требующих различные номиалы напряжений при широком диапазое изменения их токов„

Цель изобретения - расширение обасти применения путем обеспечения гальванической развязки выходов каалов стабилизации от управляемого сточника напряжения переменного тоа о

На фиг„1 представлена функциональная схема многоканальной системы электропитания; на фиг02 - временные иаграммы, поясняющие ее работу.

Система содержит управляемый источник 1 напряжения переменного тока, выход которого Подключен к первичной обмотке силового трансформа- тора 2 с N вторичными обмотками, N каналов стабилизации, каждый из которых состоит из выпрямителя 3 с фильтром и линейного стабилизатора

4напряжения постоянного тока, блок

5управления с усилителем постоянного тока, N ограничительных диодов 6, импульсный трансформатор 7 с первичной обмоткой 8 и N вторичными обмотками 9, управляемый ключ 10, управляющим входом соединенный с выходом генератора 11 импульсов, вспомогательный источник 12 питания, выпрямительный диод 13 и конденсатор 140

На временных диаграммах фиг02 приняты следующие обозначения: i.tJj - падение напряжения на регулиру- 50

ющем транзисторе линейного ста- билизатора 4 первого канала; ди - падение напряжения на регулирующем транзисторе линейного стабилизатора 4 второго канала; Дищ- - падение напряжения на регулирующем транзисторе линейного стабилизатора 4 N-ro канала;

15

35

40

45

55

0

5

30

50

5 и

35

40

45

55

t 1-2

И

0 - напряжение на конденсаторе 14; UQ (у м Форма напряжения на всех

(N+1) обмотках трансформатора 7 (одна первичная и N вторичных);

- моменты времени включения и выключения импульсов; интервалы времени, в течение которых ключ 10 замкнут, Система работает следующим образом.

Переменное напряжение с выхода управляемого источника 1 через трансформатор 2 поступает на входы выпрямителей 3 с фильтрами, где оно выпрямляется, затем полученное постоянное напряжение поступает на входы линейных стабилизаторов 4, на выходах которых формируются необходимые выход ные напряжения„

Генератор 11 импульсов формирует импульсы, замыкающие ключ 10 в промежутках времени , и t (фиг„2), При этом на первичную обмотку 8 импульсного трансформатора 7 через ключ 10 от источника 12 прикладывается напряжение полярностью, закрывающее все диоды 6 и 13„

Ток от источника 12 через первичную обмотку 8 запасает в индуктивности трансформатор 7 некоторую энергию, которая в момент размыкания ключа (время t и t) высвобождается в виде импульсов ЭДС обратного хода,, При разомкнутых обмотках импульсного трансформатора / амплитуда импульса ЭДС обратного хода может достичь чительной величины, но так как вто- т ричные обмотки 9 подключены между входами и выходами линейных стабилизаторов 4 через ограничительные диоды 6, то при достижении амплитуды импульса обратного хода величины падения напряжения на регулирующем транзисторе линейного стабилизатора, имеющего в данный момент времени наименьшее падение напряжения ию и «например первого &U, , первый диод 6 открывается и ограничивает амплитуду импульса величиной UU(+ Ua, где U л -прямое падение напряжения на диоде 6„ Поэтому напряжение на всех обмотках так как они индуктивно взаимосвязаны, имеет форму, изображенную на фиг.2 (U(jj, (0цч Импульсы ЭДС обратного хода, возникающие также и на первичной обмотке 8 импульсного трансформатора 7, будут открывать диод 13 и заряжать конденсатор 14, напряжение на котором буДет иметь форму Uc (фиго 2)с Это напряжение приблизительно равно ulf,, емкость конденсатора 14 можно подобрать таким образом, чтобы пульсации напряжения на нем имели минимально допустимое значение.

Таким образом, оказывается, что напряжение на конденсаторе 14 равно (при одинакбвых числах витков первичной и вторичных обмоток трансформатора 8) падению напряжения U UJJf на регулирующем транзисторе того линейного стабилизатора, который в данный момент времени имеет максимальную нагрузку, т„е„ на конденсаторе 14 выделяется минимальное напряжение КЭ МИН ° Напряжение конденсатора 14 поступает на вход блока 5 управления с усилителем постоянного тока, здесь оно сравнивается с уставкой, вырабатывается сигнал рассогласования, который усиливается и управляет выходным напряжением источника 1 таким образом, что на входе линейного стабилизатора 4 наиболее загруженного канала поддерживается напряжение больше выходного на минимально допустимую величину икэ миц для нормальной работы линейного стабилизатора 4, в данном случае первого канала Если через некоторое время окажется наиболее загруженным второй канал, то схема будет поддерживать минимально необходимое напряжение U.U2 UK9 мии

уже для второго канала„

Ввиду того, что в любой момент

времени на вход линейных стабилизаторов поступает минимально допустимое для нормальной работы линейных стабилизаторов напряжение, данное техническое решение обеспечивает максимальное значение КПД, это свойство присуще известной системе. Однако опи

сываемая система обеспечивает галь ваническую развязку между ка; алами, обеспечивает развязку выходов от источника 1 о Источник 12 и генератор 11 могут использоваться в узлах управления стабилизаторов 4 и управляемого источника 1 о Таким образом, предложенное изобретение позволяет существенно упростить принципиальную схему системы, уменьшить количество комплектующих изделий, следовательно, повысить надежность0

Ввиду того, что как на входе линей5 ных стабилизаторов 4, так и на выходе подключаются конденсаторы, влияние импульсов тока через регулирующий транзистор на работу стабилизаторов незначительно, значение тока можно

0 принять около 1 мА, что для достаточно мощных стабилизаторов практически незаметно, кроме того, импульсы тока присутствуют только на том стабилизаторе, который имеет максимум тока на5 грузки, что еще более маскирует импульсы ЭДС обратного хода

В том случае, ecrat в многоканальном стабилизаторе используются линейные стабилизаторы 4, допускающие раз-

0 ную величину, вторичные обмогки снабжаются соответствующим числом витков, пропорциональным что обеспечивает нормальную работу всех линейных стабилизаторов с максимальным КПД0

35

Формула изобретения

Многоканальная система электропитания, содержал ;ая управляемый источник напряжения переменного тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления с усилителем постоянного тока, а выход - с

первичной обмоткой силового трансформатора с N вторичными обмотками, N каналов стабилизации, каждый из кото- | рых состоит из последовательно соадиненных выпрямителя с фильтром и линейного стабилизатора напряжения постоянного тока, причем вход выпрямителя с фильтром подключен к соответствующей вторичной обмотке силового трансформатора, а выход выпрямителя соединен с выводами для подключения соответствующей нагрузки, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем обгспечения гальванической развязки выодов каналов стабилизации от управляемого источника напряжения переменного тока, в него введены импульсный трансформатор с одной первичной и N вторичными обмотками, управляемый ключ, вспомогательный источник питания, генератор импульсов, конден- сатор, выпрямительный диод и N ограничительных диодов, при этом пер- вичная обмотка подключена к вспомо- га тельному источнику питания через и

4Ъ

№г

Фиг. 2

управляемый ключ,началом оЬмотки, а к входу блока управления с усилителем постоянного тока и к конденсатору через выпрямительный диод, генератор импульсов подключен к управляю- щему входу управляемого ключа, а вторичные обмотки импульсного трансформатора началом подключены через соответствующий ограничительный диод к входу, а концом - непосредственно к выходу линейного стабилизатора со- ответствующего канала стабилизации.