Стабилизирующий преобразователь с импульсным регулированием и с защитой по току Советский патент 1991 года по МПК G05F1/573 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при питании стабилизированным напряжением устройств вычислительной техники и другой радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности и устойчивости в режиме ограничения тока нагрузки.

На фиг.1 представлена функциональная схема стабилизирующего источника питания с защитой по току; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Стабилизирующий преобразовтель питания с защитой по току содержит включенные между входными и выходными выводами последовательно соединенные входной выпрямитель 1 с фильтром, усилитель 2 мощности, датчик 3 тока, силовой трансформатор 4, выходной выпрямитель 5 с фильтром, выходом подсоединенный к входу узла 6 широтно-импульсной модуляции, а также компаратор 7, подключенный инвертирующим входом к выходу источника 8 опорного напряжения, выходом - к управляющему входу усилителя 2 мощности, резистивный делитель 9, включенный между неинвертирующим входом компаратора 7 и общей шиной 10, причем средняя точка делителя 9 подключена к выходу датчика 3 тока. Выход компаратора 6 через прямовключенный ди05Јъ ГО

Јь

сд

Ј

од 11 и блокировочный резистор 12 подключен к своему неинвертирующему входу.

Преобразователь содержит также

узел 13 тактовой установки компаратора в исходное состояние, включенный между неинвертирующим входом компаратора 7 и выходом узла 8 широтно- импульсной модуляции, и содержит по- следовательно включенные конденсатор 14 и резистор 15, шунтированный диодом 16, катодом обращенным к выходу узла 6 широтно-импульсной модуляции, подключенным через раздели- тельный резистор 17 к управляющему входу усилителя 2 напряжения.

Узел 6 широтно-импульсной модуляции, входной выпрямитель 1 с фильтром, усилитель 2 мощности управляет- ся входным сигналом низкого уровня. Соответственно, активный уровень выходного сигнала узла 6 широтно-импульсной модуляции (уровень, переводящий силовые ключи усилителя 2 мощно сти в проводящее состояние) низкий.

Стабилизирующий преобразователь работает следующим образом.

Во время работы устройства узел 6 широтно-импульсной модуляции, фор- мируя импульсы прямоугольной формы низкого уровня, длительность которых Ъ мод (фиг1.2) определяется выходным напряжением устройства, управляет работой усилителя 2 мощности, кото- рый совместно с силовым трансформатором 4 и выходным выпрямителем 5 с филтром преобразовывает выпрямленное и отфильтрованное входное напряжение переменного токами В( в стабилизиро- ванное выходное напряжение постоянного тока - II 8bW,

При принятии выходным напряжением U 0 узла 6 широтно-импульсной модуля ций своего низкого уровня (момент L) через некоторое время Ј gkft , определяемое инерционностью полупроводниковых .элементов усилителя 2 мощности,транзисторные ключи последнего переходят в проводящее состояние. Сигнал датчика 3 тока усилителя 2 поступает через делитель 9 на неинвертирующий вход компаратора 7 в виде напряжения пилообразной формы Ur.

При перегрузке по току, когда уро вень напряжения Uf превышает уровень опорного напряжения иоп (момент to), выходное напряжение UK компа

,-

g

Ю15

20 -25

30 35ь40

-.,

50

55

ратора 7 повышается, диод 11 переходит в проводящее состояние, увеличивая еще больше напряжение UT. При этом выход компаратора 7 своим высоким уровнем, воздействуя на вход усилителя 2, переводит его силовые ключи в непроводящее состояние, прекращая протекание в них тока.

Высокий уровень ик компаратора, а следовательно, закрытое состояние силовых ключей усилителя 2, сохраняется до следующего перехода напряжения V мал узла 6 до значения низкого уровня - начала нового такта (момент t3). В этот момент узел 13 формирует короткий импульс отрицательной полярности (длительность его определяется величиной емкости конденсатора 14 и не превышает длительности дид), понижая напряжение их и переводя уровень выхода компаратора 7 в исходное состояние, после чего включаются ключи усилителя 2, далее процесс повторяется.

Таким образом, в данном устройстве благодаря установке компаратора в исходное состояние в начале каждого такта импульсов управления строго синхронизируется узлом широтно-импульсной модуляции работа узла защиты по току. Моменты срабатывания защиты и прекращения ее действия в течение периода тактовых импульсов вполне определенные и не зависят от время- задающих цепей. Это позволяет исключить релаксацию источника питания в режиме ограничения тока и получить возможность параллельной работы источников на общую нагрузку.

Кроме того, за счет исключения релаксации выходного напряжения в режиме ограничения тока повышается надежность работы устройства, так как при этом исключается перегрузка силовых ключей усилителя мощности.

Формула изобретения

1. Стабилизирующий преобразователь с имульсным регулированием и с защитой по току, содержащий включенные между входными и выходными выводами последовательно соединенные входной выпрямитель с фильтром, усилитель мощности, датчик тока, силовой трансформатор и выходной выпрямитель с фильтром, выходом подключенный к входу блока широтно-импульсной модуляции, а также компаратор, подключенный инвертирующим входом к выходу источника опорного напряжения, выходом - к управляющему входу импульсного усилителя мощности,резистивный делитель, включенный между неинвертирующим входом компаратора и общей шиной, причем средняя точка указанного Делителя подключена к выходу датчика тока, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности и устойчивости в режиме ограничения тока нагрузки, в него введены блокировочный и разделительный резисторы, диод и узел тактовой установки компаратора в исходное состояние, выход которого подключен к неинвертирующему входу компаратора,

вход соединен с выходом узла широтно- импульсной модуляции, подключенным через разделительный резистор к управляющему входу усилителя мощности, а выход компаратора подключен через последовательно соединенные блокировочный резистор и прямовключенный диод к своему неинвертирующему вхоЛУ2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что узел тактовой установки компаратора в исходное состояние состоит из после5 довательно включенного конденсатора и резистора, шунтированного диодом, катод которого использован в качестве входа, а свободный вывод конденсатора - выхода узла.

ФЮ.1

с/«д

ft. 2