Стабилизирующий источник питания Советский патент 1993 года по МПК H02M3/337 

-.QJuzf

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Целью изобретения является обеспечение гальванической развязки при непосред- ственном измерении выходного напряжения с использованием единственного трансформатора в устройстве управления и расширения, вплоть до холостого хода, диапазона изменения тока нагрузки.

На фиг.1 представлена схема источника питания; на фиг.2 - временные диаграммы; на фиг.З- вариант реализации.

Стабилизирующий источник питания содержит регулируемый конвертор 1, к управляющим входам силовых транзисторов которого подключены базовые обмотки трансформатора 2, крайние выводы первичной обмотки последнего соединены с выходом формирователя управляющего напряжения 3, а вывод средней точки - через резистивный делитель 4 - с транзистором 5 и управляющим входом синхронизируемого задающего генератора 6, причем вторичная обмотка, трансформатора 2 через диоды 7 соединена с ключом 8 непосредственно, а с ключом 9 - через первое пороговое устройство 10 и формирователь короткого импульса 11, кроме того, ключ 9 шунтирован времнзадающим конденсатором 12, связанным через второе пороговое устройство 13, схемы совпадений 14 и задержки фронта 15 со входом ключа 8, а вход управляемого источника тока 16 через усилитель рассогласования соединен с источником опорного напряжения и с выходом источника питания.

Устройство работает следующим образом.

На нерегулируемом участке нагрузочной характеристики g/H UHHOH) конденса- /гор 12 не заряжается, ключ 8 разомкнути не оказывает влияния на длительность формируемых задающим генератором 6 импульсов (фиг.2а).

На регулируемом участке нагрузочной характеристики (Ун - Окном) на выходе источника тока 16 появляется ток, заряжающий конденсатор 12, причем начало заряда соответствует начальному участку паузы (интервал 1-2 фиг.2), поскольку сброс напряжения на конденсаторе осуществляется периодически в конце каждого полупериода ключом 9 от формирователя коротких импульсов 11. Смещение начала пилы в точку 1 (фиг.2) позволяет, во-первых, исключить влияние задержки фронта импульса на обмотках трансформатора 2, а следовательно, обеспечить равную по полупериодам длительность импульса задающего генератора,

что, в свою очередь, исключает неустойчивость и позволяет повысить точность стаби- лизации, и, во-вторых, минимальная .длительность импульса (фиг.2в) может быть

получена на уровне аппаратурной задержки элементов 10...15, что для микросхем серии 561 составит 100...150 не, при этом кратность изменения тока источника 16 составит всего 3.,.5. Если конденсатор 12 будет

0 заряжаться до порога срабатывания устройства 13 до окончания паузы (точка 2 на фиг.2в), то схема совпадений 14 разрешит замыкание ключа 8 только после появления соответствующего уровня напряжения на

5 выходе выпрямителя 7, причем ключ 8 замыкается через время, определяемое аппаратурной задержкой элементов 14, 15 и 8, а это время должно быть достаточным для подготовки переключения триггера задающего

0 генератора 6 положительным перепадом импульса, соответствующего замыканию ключа 8. Устройство задержки фронта 15 служит, также, для удержания ключа 8 в замкнутом состоянии на время, необходимо для

5 срабатывания триггера 6 исключения тран- зисторов формирователя 3.

На фиг.З представлен вариант реализа. ции вторичной части устройства управления

на МС 561ЛА7, где в качестве второго поро0 грвого устройства и схемы совпадений используется логический элемент И-НЕ.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет при наличии гальванической развязки исключить влияние

5 неоднозначности времени запирания силовых транзисторов, что способствует серийному производству ИВЭП, повышает надежность функционирования и точность стабилизации выходного напряжения, Кро0 ме того,.для схемы конвертора с дросселем в цепи переменного тока (без резонансного конденсатора-пунктир на фиг, значительно расширяется диапазон изменения тока нагрузки. Так, при минимальной длительно5 сти импульса 0,15 мкс и минимальной - 16 мкс, отношение минимального тока нагрузки, при котором еще осуществляется стабилизация входного напряжения, к максимальному составит не более чем 0,15/16 - 0,009, что

0 составляет 1 % от выходной мощности. Следовательно, нагрузив такой ИЭВП соответствующим балластом, или подключив к выходным зажимам вторичную часть устройства управления с делителем выходного напряжения,

5 можно говорить о 100%-м изменении тока нагрузки и для схемы конвертора с дросселем в цепи переменного тока.

Формул а изобретения 1. Стабилизирующий источник питания, содержащий регулируемый конвертор, силовые транзисторы которого через формирователь управляющего напряжения и первое пороговое устройство связаны с источником опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения гальванической развязки и расширения диапазона изменения тока нагрузки, введены синхронизируемый задающий генератор, транзистор, резистивный делитель и трансформатор, крайние выводы первичной обмотки которого связаны с выходом формирователя управляющего напряжения, а вывод средней точки через резистивный делитель и транзистор - с выходом задаю- щего генератора и входом указанного формирователя, причем выход делителя соединен с синхровходом задающего генератора, кроме того, вторичная обмотка трансформатора через диоды связана с по- следовательно соединенными вторым пороговым устройством, формирователем коротких импульсов и входом первого ключа, шунтирующего времязадающий конденсатор, первая обкладка которого соединена с одним зажимом выходного напряжения конвертора, -а вторая - с входом второго порогового устройства и через управляемый источник тока - с другим выходным зажимом, который через усилитель рассогласования и источник опорного напряжения связан с входом источника тока, выходы выпрямителя vi второго порогового устройства через схему совпадения и устройство задержки фронта соединены с входом второго ключа, шунтирующего выход указанного выпрямителя.

2. Источник питания по п. 1, от л ича ю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения, в качестве пороговых устройств и схемы совпадений используется логический элемент И-НЕ.

Использование: вторичный источник электропитания. Сущность изобретения: устройство содержит регулируемый конвертор 1, формирователь напряжения 3, управляемый задающий генератор 6, два пороговых устройства 10, 13, два ключа 8 и 9, источник тока и усилитель рассогласования, дополнительно введены формирователь коротких импульсов 11, включенный между первым пороговым устройством 10 и первым ключом 8, и последовательно соединенные схема совпадения 14 и схема задержки фронта 15, причем выход последней связан со вторым ключом 8, а вход схемы совпадений- с выходом второго порогового устройства 13. Изобретение позволяет получить высокую точность стабилизации независимо от времени запирания используемых си- ловыхтранзисторов конвертора. 1 з.п.ф-лы, Зил. у Ё

к.

° «WfjU)

МЛН

J

Л.-ПГ 1

Ш1

пппг

ilU llf

f гз

Т У

ixixixi;

JLJLJML

D V

Фиг.2

ФПГ.З-:

)