Устройство для стабилизации постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК G05F1/64 H02M3/155 

1

Изобретение относится к резервированным устройствам преобразования и стабилизации постоянного напряжения и может использоваться в качестве источника постоянного напряжения для питания радиоэлектронных устройств различного назначения.

Известны устройства для стабилизации постоянного напряжения 1, 2.

Резервирование источникор питания для гбеспечения бесперебойного питания радиоэлектронных устройств широко известно. Одним из способов повышения надежности вторичных источников питания постоянного напряжения является их горячее резервирование.

Известно резервирование двух вторичных источников питания путем объединения выходных цепей через диодную сборку. При повреждении (любого характера) одного из источников всю нагрузку принимает на себя исправный источник 1.

Однако такое решение требует дополнительных потерь мощности на развязывающих диодах и в ряде случаев (при больших токах и малых напряжениях нагрузки) существенно снижает КПД, ухудшает весогабаритные показатели источников питания.

Наиболее близкое к изобретению устройство для стабилизации постоянного напряжения содержит, по крайней мере, два соединенных между собой выходами стабилизированных конвертора, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, промежуточного преобразователя, вторичная обмотка выходного трансформатора которого подключена через соединенные последовательно выпрямитель и LC-фильтр к выводам для подключения нагрузки, соединенным с одним из входов управляющего блока, другой вход которого соединен с блоком для защиты от перенапряжений на выходе 21.

Использование в выходной цепи преобразователя развязывающего диода в случае параллельной работы двух преобразователей на общую нагрузку приводит в ряде случаев к значительным потерям мощности и выделению тепла на развязывающем диоде, а также к снижению КПД преобразователя.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия в режиме параллельной работы двух преобразователей на общую нагрузку.

Это достигается тем, что в устройстве для стабилизации постоянного напряжения, содержащем, по крайней мере, два соединенных между собой выходами стабилизированных конвертора, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, промежуточного преобразователя, вторичная обмотка выходного трансформатора которого подключена через соединенные последовательно выпрямитель и ЬС-фильтр к выводам для подключения нагрузки, соединенным с одним из входов управляющего блока, другой вход которого соединен с блоком для защиты от перенапряжений на выходе, каждый из стабилизированных конверторов снабжен дополнительными соединенньши последовательно выпрямителем и фильтром, причем диоды дополнительного выпрямителя подключены к вторичной обмотке выходного трансформатора промежуточного преобразователя в направлении, противоположном диодам основного выпрямитеЛя, одни разнополярные выводы основного и вспомогательного LC-фильтров соединены между собой, а другие подключены к входу блока для защиты от перенапряжений на выходе.

На чертеже дана электрическая схема устройства для стабилизации постоянного напряжения.

Устройство coдepжиt, по крайней мере, два аналогичны; стабилизированных конвертора 1 и 2, каждый из которых состоит из регулирующего элемента 3, промежуточного преобразователя, выходного трансформатора 4, вторичная обмотка которого подключена через последовательно соединенные выпрямитель, выполненный на диодах 5 и 6, и LC-фильтр, включающий дроссель 7 и конденсатор 8, к выводам для подключения нагрузки, соединенным с одним из входов управляющего блока 9, ДругЬй вход которого Соединен с блоком 10 для защиты от перенапряжений на выходе, кроме того, каждый из стабилизированных конверторов 1 и 2-снабжен дополнительными, соединенными последовательно выпрямителем, выполненным на диодах Л и 12, и фильтром, включаю щим дроссель 3 и конденсатор 14.

Питающее напряжение V поступает на входь конверторов.

У стройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при параллельной работе двух стабилизированных конверторов I и 2 на общую нагрузку на вход блока 10 для защиты (по, выходному напряжению bvir. конверторов) в каждом конверторе поступает сумма напряжения Uj,, вьгходного напряжения на конденсаторе 14 фильтра вспомогательного выпрямителя, причем величина суммарного напряжения соответствует нормальному выходному напряжению бых конверторов.

В случае аварнйного увеличения выходного напряжения Ug напряжение на конденсаторе 14 в конверторе, являющемся источником перенапряжения, также увеличивается, а в параллельно работающем конверторе - уменьщается под действием обратной связи по напряжению. Таким образом, в аварийном преобразователе суммарное напряжение на входе блока 10 защиты при достижении установленного предела вызывает срабатывание защиты и аварийное отключение неисправного конвертора. Параллельный исправный конвертор продолжает бесперебойную работу.

Предлагаемое устройство обеспечивает селективную защиту нагрузки от перенапряжений при параллельной работе на общую нагрузку двух и более стабилизированных конверторов, причем отсутствуют развязывающие диоды в выходных цепях конверторов. Это позволяет существенно повысить КПД устройства, особенно при больщих выходных токах и малых напряжениях.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации постоянного напряжения, содержащее, по крайней мере, два соединенных между собой выходами стабилизированных конвертора, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, промежуточного преобразователя, вторичная обмотка выходного трансформатора которого подключена через соединенные последовательно выпрямитель и LC-фильтр к выводам для подключения нагрузки, соединенным с одним из входов управляющего блока, другой вход которого соединен с блоком для зашиты от перенапряжений на выходе, отличающегося тем, что, с целью повышения КПД, каждый из стабилизированных конверторов снабжен дополнительными соединенными последовательно выпрямителем и фильтром, причем диоды дополнительного выпрямителя подключены к вторичной обмотке выходного трансформатора промежуточного преобразователя в направлении, противоположном диодам основного выпрямителя, одни разнополярные выводы основного и вспомогательного 1Сфильтров соединены между собой, а другие подключены к входу блока для защиты от перенапряжений на выходе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Точность и надежность кибернетических систем. Вып. , Киев, «Наукоба думка, 1973, с. 113-116.

2.Патент США № 3808452, кл. 307-64, 1974.