Импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Известен регулятор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий элемент, схему управления, источник опорного напряжения .и схему защиты с измерительным резистором, причем выход схемы защиты соединен со схемой управления 1. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий включенный в одну из силовых шин силовой регулирующий элемент, к управляющему входу которого подключен выход схемы управления, и схему защиты с измерительным резистором в качестве датчика тока, причем выход схемы защиты соединен со схемой управления, а выходной силовой вывод регулирующего элемента через последовательно соединенные измерительный резистор и индуктивный элемент подключен к одному из выходных выводов 2. Однако в указанном устройстве на измерительном резисторе рассеивается значительная мощность, что требует применения резисторов с большими габаритными размерами и увеличивает размеры всего регулятора в целом. Большая масса мощного измерительного резистора обусловливает необходимость его дополнительного механического крепления за корпус, что усложняет конструкцию устройства. При этом конструкция индуктивного элемента также оказывается усложненной в связи с необходимостью введения дополнительных конструктивных элементов для фиксации обмотки и выводов. Цель изобретения - уменьшение габаритов и упрощение конструкции устройства. Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизаторе постоянного напряжения с защитой от перегрузки, измерительный резистор выполнен в виде дополнительной обмотки индуктивного элемента, навитой по периметру сердечника, причем плоскости витков дополнительной и основной обмоток взаимно перпендикулярны. На фиг. 1 приведена функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения с защитой от перегрузки;

на фиг. 2 - конструкция индуктивного элемента с измерительным резистором.

И.мпульсный стабилизатор содержит включенный в одну из силовых шин силовой регулирующий элемент 1, к управляющему входу которого подключен выход схемы 2 управления. Выходной силовой вывод 3 регулирующего элемента через последовательно соединенные индуктивный элемент 4 в виде магнитного сердечника 5 с навитой по его сечению основной обмоткой б и измерительtibift резистор подключен к выходному выводу 7 стабилизатора. Измерительный резистор выполнен в виде дополнительной обмотки 8 индуктивного элемента, навитой по периметру сердечника. Выводы 9 и 10 дополнительной обмотки подключены ко входам схемы 11 защиты, выход которой соединен со схемой управления. Конденсатор 12 совместно с индуктивным элементом обеспечивает сглаживание пульсаций напряжения на выходе регулирующего элемента. Коммутирующий диод 13 предотвращает пробой регулирующего элемента в момент воздействия ЭДС самоиндукции индуктивного элемента.

Дополнительная обмотка 8 навита проводом с высоким удельным сопротивлением, например нихромовым, по периметру сердечника поверх основной обмотки 6 и изолирована от последней слоем термостойкой пленки 14. При этом дополнительная обмотка 8 обеспечивает фиксацию витков и наружных выводов 15 и 16 основной обмотки. Защита индуктивного элемента с дополнительной обмоткой от воздействия внещней среды обеспечивается слоем герметизирующего компаунда 17.

При работе стабилизатора схема 2 управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию тока, протекающего через силовой регулирующий элемент 1. В результате на выходе стабилизатора формируется постоянное напряжение, требуемое для питания нагрузки. За счет протекания импульсного тока регулирующего элемента через выполненный в виде дополнительной обмотки 8 индуктивного элемента измерительный резистор на последнем формируется импульсное напряжение, амплитуда которого пропорциональна току нагрузки. Указанное напряжение с выводов 9 и 10 дополнительной обмотки подается на вход схемы 11 защиты. При превыщении амплитудой импульсов значения, соответствующего максимально допустимому постоянному току нагрузки, схема защиты обеспечивает запирание регулирующего элемента, что предотвращает выход стабилизатора из строя вследствие перегрузки по току.

Выполнение измерительного резистора схемы защиты в виде дополнительной обмотки индуктивного элемента выгодно отличает предлагаемый стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки от известного, поскольку позволяет уменьшить габаритный объем и упростить конструкцию устройства вследствие исключения дополнительных крепежных элементов, обеспечивающих фиксацию корпуса измерительного резистора при выполнении его в виде дискретного элемента. Кроме того, навивка дополнительной обмотки поверх основной по периметру сердечника обеспечивает надежную фиксацию витков основной обмотки и упрощает конструкцию и технологию дросселя за счет устранения дополнительных элементов механического закрепления начала и конца основной обмотки, взаимно перпендикулярное расположение обмоток исключает их электромагнитную связь.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий включенный в одну из силовых шин силовой регулирующий элемент, к управляющему входу которого подключен выход схемы управления, и схему защиты с измерительным резистором в качестве датчика тока, причем выход схемы защиты соединен со схемой управления, а выходной силовой вывод регулирующего элемента через последовательно соединенные измерительный резистор и индуктивный элемент подключен к одному из выходных выводов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощения, измерительный резистор выполнен в виде дополнительной обмотки индуктивного элемента, навитой по периметру сердечника, причем плоскости витков дополнительной и основной обмоток взаимно перпендикулярны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю. И. Конева. Вып. 9, М., «Советское радио, 1977, с. 41-46.