Устройство питания постоянного тока Советский патент 1978 года по МПК G05F1/58 

(54) УСТРОЙСТВО ПОСТОЯННОГС ТОКА

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания средств связи и вычислительной техники.

Известны устройства питания постоянного тока (1) и 2.

. Одно из известных устройств пнтания постоянного тока содержит основной источннк электропитания - выпрямительный блок и резервный источник электроэнергии - аккумуляторную батарею (1).

Недостаток этого устройства - перерывы питания прн переходе с одного- источника на другой - обусловлен применением в качестве переключателя инерционного элемента - реле.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретеиию является устройство, содержащее выпрямитель, вход которого подключен к входным выводам, а выход - к tглaживaюlцeмy LC-фильтру, стабилизатор постоянного напряжения с двумя траизисторными усилительными каскадами, первый из которых подключен параллельно выходным выводам, а второй одним входом подключен к одному из выводов резервного источника, и конденсатор обратной связи (2.

Однако в таком устройстве не обеспечивается, переключение питания нагрузки на резервный нсточник в случае пропадания напряжения на выпрямителе. Кроме того, в стабилизаторе напряжения транзисторного усилительного каскада рассеивается значительная мощность, так как транзисторы этого каскада при в работе переходят из режима отсечки в режим насыщения по линейкому закону, что снижает КПД устройства; а также не обеспечивается защита от короткого замыкания.

Целью изобретения является расширение IQ области применения, увеличение КПД и, кроме того, з ащита от короткого замыкания устройства.

Это достигается тем, что в устройстве питания постоянного тока, содержащем выпрямитель, вход которого подключен к входным выS водам, а выход - к сглаживающему LC-фильтру, стабилизатор постоянного напряжения с двумя транзисторными усилительными каскадами; первый из которых подключен параллельно выходным выводам, а второй одним входом подключен к одному из выходов резервного источника, и конденсатор обратной связи, выход второго усилительного каскада подключен к одному из выходных выводов через дополнительно введенный ЬСД-фильтр, второй вход этого каскада подключен к выходу дополнительно введенного триггера Шмидтя на транзистоpax, вход триггера Шмидта подключен параллельно выходным выводам, а конденсатор обратной связи подсоединен между базой транзистора первого усилительного каскада и одним из йыходных выводов.

Кроме того, между коллектором входного транзистора триггера Шмидта и из выходных выводов включен дополнительный транзистор, база которого подключена к средней точке дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного к выходу резервного источника.

Такое построение устройства питания позволило перевести транзисторы усилительного каскада в ключевой режим работы (т. е. увеличить КПД), обеспечить безобрывное переключение нагрузки на резервный.источник при сохранении стабильности выходного напряжения, а также от{4лючить резервный источник при коротком замыкании на нагрузке.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства питания постоянного тока.

Устройство питания постоянного тока содержит выпрямитель 1 со сглаживающим LCфильтром 2 и стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из транзисторных усилительных каскадов 3 и 4. Усилительный каскад 3 соединен последовательно с LCD-фильтром 5 и включен между одним из выходных выводов и одним из выходов резервного источника б. Усилительный каскад 4 включен параллельно выходным выводам, между базой транзистора этого каскада и одним из выходных выводов подсоединен конденсатор 7 обратной связи. База транзистора усилительного каскада 3 подключена к выходу триггера Шмидта 8, а вход этого триггера подключен параллельно выходным выводам. Дополнительный транзистор 9 включен между одним из выходных выводов и коллектором входного транзистора триггера 8. База транзистора 9 подсоединена к средней точке делителя 10 напряжения, подключенного к выходу резервного источника 6.

Устройство работает следующим образом. При наличии напряжения на выходе выпрямителя 1 и постоянной или плавно изменяющейся нагрузки RK питание нагрузки осуществляется только от выпрямителя 1 через LC-фильтр 2. В это время транзисторные усилительные каскады 3 и 4 закрыты, то есть транзисторы находятся в области отсечки. В случае пульсаций или выбросов напряжения на нагрузке R, вызванных или установившимся возмущением от переменной составляющей выпрямителя 1, или переходными процессами, в нагрузке вступают в работу транзисторные усилительные каскады 3 и 4. Если мгновенное напряжение на нагрузке больше среднего, то конденсатор 7 обратной связи способствует отпиранию (пропускает базовый ток транзисторного каскада 4, при этом транзисторный каскад 3 закрыт), если мгновенное напряжение на нагрузке R меньше среднего, то триггер 8 совместно с LCD-фильтром 5 переводят усилительный каскад 3 в ключевой режим работы на время, необходимое для заполнения провалов напояжения на нагрузке (при этом транзисторный каскад 4 закрыт).

Во время работы каскадов 3 и 4 происходит компенсация переменной составляющей выходного напряжения выпрямителя, а также динамических провалов и выбросов напряжения при коммутации тока нагрузки.

При пропадании напряжения на выпрямителе 1 триггер 8 совместно с LCD-фильтром 5 переводят каскад 3 в ключевой режим р&боты на время отсутствия напряжения на выпрямителе 1. В этом случае питание нагрузки Rj, осуществляется от резервного источника 6, а среднее напряжение на нагрузке R« определяется триггером 8, выполняющим роль порогового элемента.

Защита резервного источника 6 и транзисторного каскада 3 от короткого замыкания осуществляется следующим образом.

При коротком замыкании на нагрузке R, закрывается вспомогательный транзистор 9 обратным напряжением, приложенным с нижнего плеча делителя 10 напряжения через короткозамкнутую нагрузку К к переходу эмиттер-база. При закрывании транзистора 9 исключается путь базового тока выходного транзистора триггера 8, последний закрывается, прекращая подачу базового тока в транзистор каскада 3, и нагрузка отключается от резервного источника.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Iг

2.Авторское свидетельство СССР № 457983, кл. G 05 F-1/56. 1975.