Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/573 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания, и может быть использовано в системе питания устройств автоматики и вычислительной техники, эксплуатирующейся без участия оператора с.

Цель изобретения - уменьшение помехообразования и ограничение времени выхода на режим и повышение надежности за счет обеспечения защиты от кратковременных токов короткого замыкания в нагрузке„

Ка чертеже приведена функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения

Импульсный стабализатор постоянного напряжения (фиг01) содержит ограничивающий резистор 1 у интегрирующие

фильтры 2 и 3, интегратор 4, электронные ключи 5-9, пороговые элементы 10 и 11, блок 12 управления.

Ключ 5 соединен с первым выводом резистора 1 и входной шиной, а выхо-- дом - с вторым выводом резистора 1 v входом первого интегрирующего фильтра 2, выход которого соединен - с JL-ХОДОМ ключа 7 и через пороговый элемент 10 с управляющим входом ключа 8, выход ключа 7 соединен с входом ключа 9 и первым входом блока 12 уп- равления, второй вход которого подсоединен к выходной шине стабилизатора, а выход - к управляющему входу ключа 9, выход последнего соединен с входом первого интегрирующего фильтра 3, выход которого подключен к

I ЮТ5Г&

выходной шине стабилизатора, а через пороговый элемент 11 - к входу интегратора 4, выход которого соединен с управляющим входом ключа б, входы ключей 6 и 8 подключены к общей шине.

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход стабилизатора начинается заряд конденсатора интегрирующего фильтра 2 через ограничивающий резистор 1. При этом ключи 5-9 остаются закрытыми (т.е. в состоянии отсечки), ток в нагрузке равен нулю. При достижении напряжения на емкости фильтра 2 порога срабатывания элемента 10 открывается ключ 8, который открывает ключ 7. Напряжение на конденсаторе фильтра 2 через ключ 7 прикладывается к первому входу блока 12 управления, являющемуся шиной питания этого блока, в блоке 12 управления формируется опорное напряжение, которое через интегратор поступает на первый вход его внутренней схемы сравнения. На второй вход блока поступает напряжение с выходной шины стабилазатора.

При достижении проинтегрированного опорного напряжения уровня порога срабатывания схемы сравнения с выхода блока управления выдается управляющий сигнал, которым открывается ключ 9. При этом начинается заряд конденсатора интегрирующего фильтра 3 за счет энергии, накопленной в фильтре 2.

При выборе постоянной времени фильтра 3 значительно меньшей постоянной интегрирования опорного напряжения блока 12, при подаче первого импульса на фильтр 3 с фильтра 2, накопившего энергию, напряжение на конденсаторе фильтра 3 нарастает быст- рее, чем проинтегрированное опорное напряжение блока 12. При превышении напряжения на конденсаторе фильтра 3 опорного напряжения блок 12 выдает сигнал на размыкание ключей 8 и 7. -Дальнейший рост напряжения на конденсаторе фильтра 3 обеспечивается за счет энергии, накопленной в дросселе фильтра 3, после разряда энергии дросселя происходит разряд конденсатора фильтра 3 на нагрузку до величины опорного напряжения. В дальнейшем начинается непрерывная импульсная работа импульсного стабилизатора, при этом выходное напряжение фильтра 3 изменяется во времени по закону изме

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нения проинтегрированного опорного напряжения блока управления.

Когда напряжение на выходе стабилизатора достигает порога срабатывания элемента 11 (порога 0,8..«0,9 стабилизации), происходит заряд конденсатора интегратора 4 и включение ключа 6, который открывает шунтирующий ключ 5.

При случайном кратковременном к.З. по выходу стабилизатора происходит размыкание ключа 5, что приводит к ограничению величины потребляемого от источника питания тока и обеспечивает защиту ключевых элементов стабилизатора.

Введенный в стабилизатор интегрирующий фильтр 2 сглаживает ток, потребляемый от первичного источника питания, тем самым уменьшая уровень помехообразователя. Кроме того, в предлагаемом стабилизаторе за счет увеличения порога срабатывания элемента 10 и уменьшения постоянной времени интегрирования опорного напряжения блока 12 управления время выхода на режим не увеличивается.

Предлагаемый стабилизатор рационален для использования в аппаратуре. к которой предъявляются требования по обеспечению минимального времени выхода на режим при ограничении пусковых токов, уменьшения уровня поме- хообразования по цепям источника питания и защиты его от короткого замыкания в, нагрузке, эксплуатирующейся без участия оператора.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий параллельно соединенные ограничивающий резистор и первый ключ, первая точка соединения которых подключена к входной шине, второй ключ, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, а управляющий вход - с выходом интегратора, последовательно соединенные третий ключ, управляющим входом подключенный к выходу блока управления, и первый интегрирующий фильтр, выход которого подключен к выходной шине, отличаю щий- с я тем, что, с целью уменыиения помехообразования и ограничения времени выхода на режим и повышения на- дежностипутем обеспечения защиты от ,кратковре менных токов короткого замыкания в нагрузке, в него введены последовательно соединенные второй интегрирующий фильтр и четвертый ключ, два пороговых элемента и пятый ключ, выход которого подключен к управляющему входу четвертого ключа, выходом соединенного с первым входом блока управления и входом третьего ключа, а входом - через первьй пороговый

элемент с управляющим входом пятого ключа, выход первого интегрирующего фильтра подключен к второму входу

блока управления и через второй пороговый элемент к входу интегратора, входы второго и пятого ключей подключены к общей пщне, а выход первого ключа соединен с входом второго интегрирующего фильтра.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам пита- ния, и может быть использовано в системе питания устройств автоматики и вычислительной техники, эксплуатирующейся без участия оператора. Цель - уменьшение помехообразования и ограничение пусковых токов без увеличения времени выхода на режим и повышение надежности путем обеспечения защиты от кратковременных токов к.з. в нагрузке. Устр-во содержит ограничиваю- щий резистор, два интегрирующих фильтра и два пороговых элемента} пять электронных ключей, интегратор и блок управления. Устройство позволяет получить стабилизированное напряжение, обеспечивает защиту источника от перегрузки по току, уменьшает помехообразование во внешней цепи. Это обеспечивается благодаря увеличению порога срабатывания порогового элемента и уменьшению постоянной времени интегрирования опорного элемента блока управления. 1 ил.