Стабилизированный источник питания Советский патент 1981 года по МПК G05F1/64 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике.

Известен стабилизированный источник питания, содержащий источник тока, согласующий трансформатор и схему защиты от режима холостого хода 1.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизированный источник питания, содержащий источник тока с многообмоточным согласующим трансформатором на выходе, одна из вторичных обмоток которого соединена через выпрямитель с фильтром с цепью для подключения нагрузки, в которую включен также датчик тока, выход которого соединен с одним входом узла сравнения, вторым входом соединенного с источником опорного сигнала, регулятор тока, управляющий вход которого соединен с выходом узла сравнения, а выход подсоединен к другой вторичной обмотке согласунхцего трансформатора, и узел формирования сигнала защитыЬз J.

Недостатками известного стабилизированного источника питания являются низкие массо-габаритные показатели, так как устройство защиты выполняется на мощность .нагрузки, а также отсутствие плавного регулирования величины напряжения холостого хода, причем дискретное регулирование величины напряжения холостого хода приводит к изменению величины коэффициента стабилизации по токуf что влияет на стабильность тока нагрузки.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей устройства и обеспечение регулирования величи10ны напряжения холостого хода,Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источнике питания узел сравнения выполнен в виде преобразователя полярности

15 сигнала, выход которого подключен к блоку разделения каналов по полярности входных сигналов, один выход которого подсоединен к первому из входов введенного узла совпадения,

20 а другой - ко входу блрка формирования сигнала защяты, выход которого подсоединен ко второму входу узла совпадения, выход которого подключен ко входу регулятора тока.

25

Кроме того, преобразователь полярности сигнала выполнен на дифференциальном усилителе, инвертирукяций вход которого использован .в качестве второго из указанных входов узла, 30 сравнения, а блок разделения каналов, узел формирования сигнала защиты и узел совпадения выполнены в виде первого, второго и третьего диодов, причем первый диод анодом подсоединен к выходу дифференциального усилителя, а его катод служит выходом узла сравнения, делителя напряжения ,. который подсоединен одним зажимом к питающей сети, а вторым к общему выводу, причем нижнее плечо выполнено в виде потенциометра, к средней трчке которого подсоединен второй диод, катод которого также служит выходом узла сравнен 1Я, транзистрра, коллектор которого подсоеди нен к общему зажиму верхнего и нижне го плеча делителя, а эмиттер - к общему. выводу, резистора,который подсоединен одним выводом к верхнему ..ажиму делителя, а другим выводам подсоединен «база транзистора, соединенной с анодом третьего диода, катод котсэрого соединен QO входом ди ференциального усилителя. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого стабилизированного источника питания; на фиг. 2 - схема одного из возможных вариантов реализации стабилизированного источника питания. Источник питания (фиг. 1) содержит источник 1 тока с многообмоточны согласуквдим трансформатором 3 на вы ходе, одна из вторичных обмоток которого соединена через выпрямитель 3 с фильтром 4 с цепью для подключения нагрузки 5 , в которую включен .также датчик 6 тока выход которого соединен с одним входом узла 7 сравнения вторым входом подключенного к источнику 8 опорного сигнала, а выходом к блоку 9 разделения каналов по полярности входных сигналов,один выход которого подсоединен к первому из входов собирательного узла 10, а другой - ко входу блока 11 формиров ния сигнала защиты, выход которого подсоединен ко второму входу собирательного узла, выход которого подключен ко входу регулятора 12 тока. Источник (фиг. 2) содержит источник 1 тока, многообмоточный согласукадий трансформатор 2, выпрямитель 3, фильтр 4, нагрузку 5, датчик 6 тока, узел 7 сравнения, выполненный в виде преобразователя полярности сигнала на дифференциальном усилите ле, инвертирующий вход которого под ключен К выходу источника 8 опорног сигнала, регулятор тока, содержащий выпрямитель 9, транзистор 10, резис тор 11, транз1ьстор 12, блок разделе )1ия каналов,узел формирования сигнала защиты и собирательный узел, выполненный в виде первого 13, второго 1 и третьего 15 диодов, причем первый диод анодом подсоединен к выходу ди ференциального усилителя, а его кат служит выходом узла сравнения, дели еля напряжения, который подсоединен одним зажимом к питающей сети, а втоым - к общему выводу, причем нижнее плечо выполнено в виде потенциометра 16 , к средней точке которого подсоединен второй диод, катод которого также служит выходом узла сравнения, транзистора 17, коллектор которого подсоединен к общему зажиму плеча 18 и нижнего плеча делителя, а эмиттер - к общему выводу резистора 19, который подсоединен одним выводом к верхнему зажиму делителя, а другим выводом - к базе транзистора, соединенной с анодом третьего диода, катод которого соединен со входом дифференциального усилителя. Источник питания работает следующим образом. В режиме стабилизации тока нагрузки 5 на выходе узла 7 сравнения присутствует напряжение определенной полярности, пропорциональное разности напряжения на его входах. Этот сигнал управления через первый канал блока 9 разделения каналов и собирательный узел 10 поступает на вход регулятора 12, который поддерживает величину тока нагрузки 5 на Зсшанном уровне. Второй канал блока 9 разделения каналов, по которому осуществляется регулирование напр йкения холостого хода источника питания, заперт. При отключении либо обрыве цепи нагрузки 5 на выходе узла 7 сравнения, выполненной в виде преобразователя полярности входных сигналов, полярность выходного сигнала меняется на обратную. Этим сигналом запирается первый канал и отпирается второй блок 9, по которому указанный сигнал поступает на вход блока 11 формирования сигнала защиты и запускает его. Блок 11 формирует сигнал прежней полярности с плавнорегулируемым уровнем, который поступает на вход регулятора 12 через собирательный узел 10. В соответствии с этим сигналом в регулятор потребляется избыток мощности, возникакхций на выходе источника 1 тока в режиме холостого хода. Таким образом, осуществляется плавное регулирование уровня напряжения холостого хода источника питания. В рабочем режима на выходе узла 7 сравнения формируется управлянхаее напряжение положительной полярности, пропорциональное разности сигналов, поступающих от датчика 6 тока и источника 8 опорного сигнала. Управлякадее напряжение поступает на базу транзистора 12 регулятора тока через диод 13, включенный в прямом направлении. Транзистор 12 управляет режимом работы транзистора 10, который шунтирует одну из вторичных обмоток согласующегчэ трансформатора через выпрямитель 9. В результате перераспределения токов между вторичными .обмотками указанного трансформатора ток в цепи нагрузки поддерживается н заданном уровне.

Второй канал, по которому проходит сигнал, в соответствии с которым осуществляется регулирование уровня напряжения холостого хода источника питания, заперт, так как диод 15 включен U обратном направлении по отношению к полярности управляющего сигнала, что исключает влияние врабочем режиме. При обрыве цепи нагрузки 5 напряжение на конденсаторах выпрямителя 3 и фильтра 4 начинает нарастать по линейному закону, так как конденсаторы заряжаются стабильным током источника тока. В то же время на неинвертирующем входе узла сравнения сигнал меняет полярность и стает равным напряжению насыщения микросхемы. Этим напряжением запирается первый канал, так как теперь диод 13 оказывается по отношению к нему вклюЧ(енным в обратном направлении. Через диод 15 напряжение поступает на вход транзистора 17 и запирает его. Транзистор 17 прекращает шунтировать потенциометр 16 и на вход регулятора через диод 14 подается положительное напряжение, которое является сигналом управления регулятором в режиме холостого хода. В соответствии с этим сигналом в регулятор отбирается избыток мощности, возникающей в режиме холостого хода. Изменением положения движка потенциометра регулируется неличина напряжения, которая подается на вход регулятора в режиме холостого хода, а следовательно, и величина холостого хода на выходе источника питания.

В этом случае, когда нагрузка может быть подключена к источнику тока без согласующего трансформатора, выпрямитель 9 регулятора тока подключается непосредственно к выходным зажимам источника тока, т.е параллельно цепи нагрузки.

Схема управления предлагаемого ставилизированного источника питания обладает универсальностью применения и может быть использована с регуляторс№ и других типов, которые позволяют регулировать напряжение холостого хода источника питания.

Применение предлагаемого источника питания позволяет не только регулировать величину напряжения холостого хода на его выходе, но и улучшить его технико-экономические показатели. Это объясняется тем, что в новом источнике отсутствуют дополнительные силовые элементы для регулирования и стабилизации напряжения холостого хода В предлагаемом источнике при необходимости величину напряжения холостого хода можно установить ниже так,что максимешьное рабочее напряжение наблюдается без нарушения функционирования, источника питания в рабочем режиме, так как схема регулирования напряжения холостого хода в рабочем режиме не работает.

Формула изобретения

а вторым - к общему выводу, причем нижнее плечовыполнено в виде потенциометра, к средней точке которого подсоединен второй диод, катод которого также служит выходом узла сравнения, транзистора, коллектор которого подсоединен к общему зажиму верхнего и нижнего плеча делителя, а эмиттер - к общему выводу резистора, который подсоединен одним выводом к верхнему зажиму делителя, а другим

выводом подсоединен к базе транзистора, соединенной с анодом третьего диода, катод которого соединен со входом дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 123 t

fpue.1