Источник питания постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02M3/135 G05F1/56 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Г

Изобретение относится к области промышленной радиоэлектроники и можбт применяться в устройствах электропитания постоянного напряжения.

Известны источники электропитания, содержащие бсновной стабилизатор постоянного напряжения и буферный блок, предназначенный для компенсации кратковременных провалов и выбросав выходного напряжения, вызванных скачкообразным изменением тока нагрузки р.,

В данных источниках питания буферный блок содержит транзисторы, с помолвью которьк осуществляется уетранение провалов я выбросов выходного напряжения.

Недостатком описываемого буферного блока является невозможность ,его использования в мощных источниках элект.ропитания, ввиду малой величины предель бо-допустимых токов через транзисторы.

Известны источники питания постоянного напряжения, состоящие из стабилизированного выпрямителя с LC -фильтр 6Ц

подключенным резистор к буферному блоку, содержащему h параллельносоединенй ых ячеек из конденсатора и зарядного тиристора, ( П-1) логических схем И, каждая из которых первым входом соединена через диод с вьхходом формирователя импульсов, вторым входом с конденсатором прёдьадушей ячейки, а выходом - с управляющим электродом тиристора посладукядей ячейки, ,и блок управления, соединенный со входом формирователя импульсов, причем выходные выводы источника питаний подключены к выводам конденСатбра LC -фильтра f2.

В указанных источниках питания для обеспечения требуемой стабильности выходного напряженная необходимо большое количество ячеек в буферном блоке.

Целью изобретения является снижение числа до двух при сохранении функциональных возможностей буферного блеска.,

Указанная цель достигается тем, что в буферный блок источн,ика питания по сттойиного напряжения вводоны три логических CXGMW И, логические схемы ИЛИНП, ИЛИ, двй интегрирующих цепочки ц двй разрядньгх. тиристора, каждый из которых подключен параллельно конденсатару CBOfift ячейки, а егс управляющий элек трод - к выходу вновь введенной схемы И, первым В.ХОДОМ соединенной через диод с вьосодом формирователя импуль- , Сов, а вторым - с выходом интегрирующей Цепочки, входом подключенной к, конденсатору своей ячейки, причем выход первой и тегрирующей цепочки соединен с одним входом схемы И ЛИ-НЕ, а второй интегрирующе цепочки -с другим входом схемы ИЛИНЕ и первым входом ИЛИ, второй ВХОД которой подключая к выходу схемы ИЛИ-HEs а вь1ход - к первому аходутретьей вновь введенной схемы И,еторым входом соединенной через диод с вы ходом формирователя импульсов, а выходом - с управлшошим элект одом зарядного тиристора первой ячейки. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема источника питания постоянного напряжения. Источник , содержит стабилизированный выпрямитель 1 с I,С -фильтром 2, подключенным к выходным выводам 3 и через резистор 4 к буферному блоку 5, состоящему из двух парешлельно включен ньрс ячеек 6, Последние представляют со бой последова-гельное соединение зарядно го тиристора 7 и конденсатора 8; шунтированного разрядным тиристором 9, Конденсатор первой ячейки через схему И Ю no кл1б1ён к управляющему электроду зарядног тиристора второй ячейки, НаПр51жёние с кон денсаторов через интегрирующие цепочки 1 и схемы И 12 яодае1Ч;я на управляющие эпёктрбдьг своих разрядных тиристоров. Сигналь с выходов ик агрирующих депочек через охему ЙЛИ-НЕ 13 подаются jt вход схемы HJflH 14, второй вход которой соединен с выходом второй интегрирующей цепочки, а выход - со входом схемы И IS, подключенной выходом к уп{эавл йощёму электроду зарядного тирис тора первой ячейки. Сигнал с блока управления 16 подается через формирователь импульсов 17 и развязьшающие дио ды 18 на вторые входы всех схем И. Работает устройство следующим обра зом. При включении источника питания нулевой потенциал с конденсаторов ячеек Прикладывается к схеме 13, вызывая по явление единичного cuniajia на ее выходе, который через схему 14 поступает на первый вход схемы И 15, обеспечивая открытое ее состояние по этому входу. Данное состояние схемы сохраняется в статическом режиме нагрузки. При скачкообразном уменьшении тока через нее, изза наличия инерционного элемента - дросселя, наблюдается выброс напряжения на выходных клеммах 3 и при превышении . напряжением допустимой величины, блок управления 16 запускает формирователь импульсов 17. Импульс с его выхода через диод 18, схему И 15 поступает tta управляющий электрод тиристора 7 ячейки 6-1, открывая последний. Конденсатор 8 ячейки 6-1 заряжается через резистор 4, тем самым аккумулируя энер-. гию сглаживающего дросселя и уменьшая величину выброса напряжения на выходных клеммах 3. После заряда конденсатора 8 в ячейке 6-1 напряжение с него через интегрирующую цепь 11-1 поступает на вход схемы 13, поддерживая на её выходе нулевой потенциал, который сохраняется все время вплоть до выключения источ; никэ, .поскольку в рабочем состоянии один из конденсаторов ячеек обязательно заряжен. Нулевой потенциал прикладывается к одному из входов схемь ИЛИ 14, . вследствие чего сигнал на ее выходе повторяет сигнал на ее другом нходе, подключенному к интегрирующей цепочке 112, На основания этого можно считать, что сигнал на входе схемы 15, соединенном с выходом схемы 14, .повторяет напряжение на интегрирующей цепочке 112, т. е, схема И 14 будет функционировать аналогично схеме 10, замыкая кольцо между ячейками 6-2 и 6-1, : Рассмотрим функционирование ячеек буферного блока в следящем режиме в процессе отработки длительного выброса напряжения на нагрузке (выходные клеммы 3), Нафиг, 2 . npeдcтaвлeньJвp8мeнные диаграммы, пояснякдцие работу бу|ферного блока. На диаграмме А показана форма напряжения на нагрузке, В момент i о происходит скачкообразное i уменьшение тока через нее и напряже- ;ние начинает увеличиваться./При дости; жении им допустимого уровня на выхо;де формирователя в момент времени t, j появляется импульс, приводящий к сраба тьшанию ячейки 6-1 и уменьщению на- .пряжения на нагрузке. При дальнейшем увеличении последнего формирователь 16 гоиериругзт импульс в момент t Д до полной отработки выброса. Таким образом, С выхода формирователя 17 снимается последовательность коротких импульсов, подаваемых через диоды 18 на одни из входов логических схем И {диа грамма Б). На диаграммах В и Д соответственно показана последовательность изменения напря}ке ния, на конденсаторах ячеек 6-1 и 6-2, а на диаграммах Г и Е напряжения на выходах интегрирующих цепочек 11-1 и 11-2, Первый импульс (момент времени t ) открывает тиристор 7 ячейки 6-1, конденсатор 8 ячейки заряжается и по одному из открывает схемы И 10, С окончанием заряда конденсатора тиристор закрьшается, С некоторой задержкой появляется сигнал на выходе ин тeгpиpytoщeй цепочки 11-1 (диаграмма Г) и по одному из входов открывается схема И 12-1, Второй импульс в момен времени -fc j, через схему И 1О открывает тиристор 7 ячейки 6-2 и через схе му И 12-1 - тиристор 9 ячейки 6-1. При этом конденсатор 8 ячейки 6-2 заряжается, конденсатор 8 ячейки 6-1 раз ряжается. Логическая схема 10 запирается по одному из входов, С некоторой задержкой появляется нулевой сигнал на выходе интегрирующей цепочки 11-1, запирая схему 12-1, и единичный сигнал на выходе 11-2, отпирая по одному из входов схемы 12-2 и 15, Третий импульс в момент времени t 3 через схему 15 открывает тиристор 7 ячейки 6-1 и через схему 12-2 - тиристор 9 ячейки 6-2.: Происходит заряд конденсатора 8 ячейки 6-1 и разряд конденсатора 8 ячейки 6-2, Таким образом, происходит заряд и разряд конденсаторов по кольцу до пол ной отработки выброса напряжения на нагрузке. Сигналы, показанные на диаграммах Г и Е, во время переходных процессов (например, в момент i. могутодновременно иметь низкий уровень, что может привести к появлению паразитного отпирающего сигнала на входе логической схемы 15, Но поскольку данный момент времени задержан относительно момента времени генерирования импульса формирователем 17, то это не оказывает влияния на раfifvrv устройства. Формула изобретения Источник питания постоя 1 {ого напряжения, состоящий из стабилизированного выпрямителя с ЬС -фильтром, подключь-нным через резистор к буферному блоку, содержащему параллельно соединенные ячейки из конденсатора и зарядного тиристора, логическуюсхемуИ, которая первым входом соединена через диоде выходом формирователя импульсов, вторым входом -с койденсатором предьщущей Ячейки, а выходом - с управляющим электродом тиристора посл дуклцей ячейки, и блок управления, соединенный со входом формирователя импульсов, причем выходные, вьюоды источника питания подключены к вьшодам конденсатора ЦС -фильтра, отличающийся тем, что, с целью упрощения при сохранении функциональных возможностей буферного блока, в него дополнительно вверены три логические схемы И, логические схемы И ЛИ-НЕ и И ЛИ, две интегрирующих цепочки и два разрядных тиристора, каждый из которых подключен параллельно конденсатору своей ячейки, а их управляющие электроды подключены соответственно к выходам двух вновь введенных схем И, первым входом соединенных через диоды с выходом формировате . ля импульсов, а вторым - с выходами интегрирующих цепочек, входы которых подключены к конденсатору своей ячейки, причем выход первой интегрирующей цепочки соединен с одним входом схемы ИЛИ-НЕ, а второй интегрирзлошей цепочки - с дрзгг им входом схемы ИЛИ-НЕ и первым входом схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу схемы ИЛИ-НЕ, а выхоа - к первому входу третьей вйовь введенной схемы И, вторым входом соединенной через диод с выходом формирователя импульсов, а выходом - с управляющим электродом зарядного тиристора первой ячейки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Устройства вторичных источников электропитания РЭА. Материалы семинэра, МДНТП им, Ф. Э, Дзержинского М., 1976, стр. 177-179, 2,Авторское свидетельство СССР hfe 598049, кл, G 05 F 1/56, 1978