Стабилизированный источник электропитания Советский патент 1980 года по МПК G05F1/10 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОШТАНИЯ

Изобретение относится к области регулирования либо стабилизации напряжения и (или) тока и может быть использовано в -устройствах для электропитания электронной аппаратуры. На практике часто возникает необхоци мость стабилизации либо регулирования напряжения в условиях значительных пере падов напряжения первичного источника, т. е. когца максимальное значение входного напряжения может в несколько раз превышать минимальное значение этого напряжения. Известны схемы стабилизаторов напря жения, которые содержат импульсный ре гулятор, схему управления, измерительным входом подключенную к выходу, и дополнительный стабилизатср для питания схемы управления Применение дополнительного стабилизатора в условиях значительных перепадов питающего напряжения приводит к росту габаритов и веса источника и снижению .его КПД. Наиболее близким по технической сущности является стабилизированный источник электропитания, содержащий пусковой резистор, ОШ1ИМ из концов соединенный с клеммой для подключения к пптающему источнику, силовой регулятор, управляющим входом соединенный с выходом блока управления, который по питающему входу соединен с выходом силового регулятора через блокирующий диод В ЭРОМ устройстве питание блока управления от выхооного стабилизируемого напряжения через анод может быть реализовано при небольших колебаниях входного напряжения. При значительных колебаниях входного напряжения в сторону увеличения происходит запирание диода и рост питающего блока управления напряжения. Это приводит к ухудшению точностных параметров устройства, тр&бует применение в схеме управления элементов, рассчитанных на высокие пита1Ощие напряжения, что влечет за собой рост габаритов, веса и снижение надежности. Попытка увеличения пускового ре аистора по отношению ко .входному (со стороны питающего напряжения) мосопротивлению блока управления с целью исключения запирания диода вступает в противоречие с условиями пуска, поскольку приводит И; значительному снижени прикладываемого к блоку управления иагфяжения при пуске на пониженное напряжение первичного источника. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работоспособности в условиях значительных перепадов входного напряжения, повышение точности стабилизации, надежности и КГЩ. Стабилизированный источник электропитания, содержащий пусковой резистор, одним на концов соединенный с клеммой для подключения к питающему источнику, силовой регул5ггор, управлякяиим входом соединенный с выходом блока управления который по питающему вхоау соединен с выходом силового регулятора через бло кируюший циодэ снабжен пусковым ключом цепью включения пускового ключа, цепью его выключения, пороговым узлом и конденсатором, причем другой конец пускового резистора подключен к питающему входу блока управления через коммутирующую цепь пускового ключа, управляющий вход которого через цепь включения соединен с указанной клеммой для подключения к питающему источнику, а через цепь выключения, соеаиненную последовательно с пороговым узлом, - с выходом силового регулятора, кроме того питающий вход блока управления защунтирован упомянутым конденсатором. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого источника;на фиг. 2принц11пиальная схема источника. Структурная схема предлагаемого источника содержит силовой регулятор 1, блок управления 2, который по Цепи питания соединен с выходом источника через блокирующий диод 3, а со входом через последовательно включенные пусковые резистор 4 и ключ 5. Управл5пощий вход пускового ключа 5 через цепь включения 6 соединен со входом истоян ника, а через последовательно включенны цепь выключения 7 и пороговый узел 8с его выходом. Питающий вход блока уп равления зашунтирован конденсатором 9. Устройство работает следующим обр оом. При подаче питающего напряжения цепью включения 6 включается пусковой ключ 5, в результате чего начинается заряд конденсатора 9. При достижении некоторого напр51Жения на конденсаторе 9 происходит запуск схемы управления 2 и начинается рост выходного напряжения. При достижении выходным напряжением величины, определяемой порогом порогового узла 8, по цепи вьислючения 7 происходит выключение пускового ключа 5 и отключение пускового резистора 4 от блока управления. Дальнейший вькод на режим достигается за счет питания схемы управления с выхода источника через диод 3. В случае, если постоянная времени, Определяемая параметрами пускового резистора 4 и конденсатора 9, превышает время выхода на режим источника, напряжение на входе схемы управления не превьгшает напряжения на его выходе. После выключения пускового ключа- вход- , ное напряжение уже не влияет на блок управления. Схема управления питается в процессе работы выходным стабилизи рованным напряжением, за счет чего обеспечивается высокая точность стабилизации выходных параметров. Величина сопротивления пускового резистора может быть значительно снижена при одновременном снижении его мощности ввиду кратковременности его .работы. Это положительно сказывается на условиях пуска и повышает его надежность. Единственным элементом, к которому предъявляются повышенные требования по допустимому напряжению, является пусковой ключ, но в связи с тем, что он при этом находится .в разомкнутом состоянии, реализация этого условия не требует больших установленных мощностей, практически не сказьюается на габаритах и массе стабилизатора и повышает его надежность. Кроме того, отключение пускового резистора позволяет снизить рассеиваемую мощность и повысить КПД стабилизатора. Таким стразом, предложенное устройство позволяет обеспечить работоспособность источника в условиях значительных перепадов входного напряжения, повышает его точность стабилизации, надежность и КПД. На фиг. 2 приведена принципиальная схема предлагаемого стабилизатора, где пусковой ключ 5 выполнен в виде последовательно соединенных транзистора и диода, который препятствует протеканию инверсного тока, когда выхошюе напряжение превышает вхощюе j цепь включения б выполнена в вице резистора, цепь выключения 7 - в виде транзисторного ключа, включенного между базой транзистора пускового ключа и обшей точкой источника, а пороговое устройство 8 - в вице последовательно соединенных стабилитрона и резистора. При подаче питания транзистор пускового ключа 5 будет открыт смещением через резистор 4, что обеспечит процесс ааряца конденсатора 9. После запуска схемы управления и достижения выходны напряжением уровня пробоя стабилитрона порогового устройства 8 откроется транзисторный ключ 5. Параметры резистфов в цепях включения и выключения могут быть легко выбраны такими, что бы при этом обеспечить запирающее нап. ряжение на базе транзистора пускового ключа. Для рассматриваемого случая принцип построения регулятора (импульсный, непрерьтный, вольт добавочный, вольтвычита кщий и т, д.) и блока управления (непре рывного регулирования, ШИМ, ЧИМ, двух позиционная и т. д. ) не имеет принципиального значения. Также не имеют значения связи измерительного входа схемы управления, которые зависят от выполняемой функции стабилизации напряжения и (или) тока, регулирование числа оборотов, если нагрузкой 5Ввляется двигатель, стабипизадня температуры, если нагрузкой является нагреватель и т. д. Формула изобретения 1 . Стабилизированный источник электропитания, содержащий пусковой резисто одним из концов соединенный с клеммой для подключения к питающему источнику, силовой регулятор, управляющим входом соединенный с выходом блока управления, который по питающему входу соединен с выходом силового регулятора через блокирующий диод, отли чающи йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в условиях значительных перепадов входного напряжения, повышения точности стабилизации, надежности и КПД,в устройство дополнительно введены пусковой ключ, цепь включения пускового ключа, цепь его выключения, пороговый узел и конденсатор, причем другой конец пускового резистора поцклкьчен к питающему входу блока управления через коммутирующую цепь пускового . ключа, управляющий вход которого через цепь включения соединен с указанной клеммой для подключения к питающему истошику, а через цепь включения, соединенную послеровательно с пороговым узлом.. - с выходом силового регулятора, кроме того питающий вход блока управления зашунтирован упомянутым конденсатором. 2. Источник по п. 1, отлича ю- щ и и с я тем, что коммутирующая цепь пускового ключа выполнена в виде последовательного соединения диода и транзисторного перехода коллектор-эммитер, 3 . Источник по п. 1, отлича ющ и и с я тем, что пороговый узел выполнен в виде послецовательно соединенных резистора и стабилитрона. 4,Источник по п. п. 1 и 2, отличающийся тем, что цепь выклкэчения выполнена в виде транзисторного ключа, включенного между базой транзистора пускового ключа и общей точкой. 5.Источн1ж по п. п. 1 и 2s отличающийся тем, что цепь включения выполнена в вице резистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 487383, кл. G- О5 F i/64, 1973, 2.Авторское свидетельство СССР № 493773, кл. Q 05 F 1/46, 1974.