Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания, защищенных от коротких замыканий и перегрузок .

Известны импульсные стабилизаторы постоянного напряжения с защитой от коротких замыканий и перегрузок, которые содержат регулирующий транзистор, выходной фильтр и резистивный датчик тока, выходом соединенный через блок управления с управляющим входом регулирующего элемента 1.

Недостаток известных импульсных . стабилизаторов состоит в отсутствии автоматического восстановления их работоспособности после управления короткого замыкания.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержащий регулирующий орган, подключенный управляющим входом к выходу широтно-импульсного модулятора, один вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а другой через два развязывающих диода - с выходами усилителей постоянного тока, и источник вспомогательных напряжений с несколькими выходами, причем входы первого усилителя постоянного тока соединены с клеммой для подключения источника опорного напряжения и с выходом резистивного делителя, включенного между выходным зажимом импульсного стабилизатора постоянного напряжения и общей шиной, а входы второго усилителя постоянного тока через согласующие цепи подключены к выходу

10 датчика тока, выполненного в виде резистора, включенного между выходом сглаживающего фильтра и выходным зажимом импульсного стабилизатора постоянного напряжения 2.

15

Недостатком известного импульсного стабилизатора является возможность ложного срабатывания защиты от короткого замыкания как в пусковом, так и

20 в установившемся режимах, что снижает надежность устройства. Этот недостаток обусловлен большой величиной пускового тока сглаживающего фильтра импульсного стабилизатора постоянно25го напряжения, а также наличием высокочастотных пульсаций на датчике в установившемся режиме.

Цель изобретения - повышение надежности импульсного стабилизатора посто30янного напряжения. Указанная цель достигается тем, ч импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий орган, подключенный управляющим входом к выходу широтно-импульсного мод лятора, один вход которого соединен выходом генератора пилообразного нап женин, а другой через два развязываю щих диода - с выходами усилителей постоянного тока, и источник вспомогательных напряжений с несколькими выходами, причем входы первого усили теля постоянного тока соединены с клеммой для подключения источника оп ного напряжения и с выходом резистив ного делителя, включенного между выходным зажимом импульсного стабилизатора постоянного напряжения и общей шиной, а входы второго усилителя постоянного тока через согласующие цепи подключены .к выходу датчика тока, выполненного в виде резистора включенного между выходом сглаживающего фильтра и выходным зажимом импульсного стабилизатора постоянного напряжения, снабжен дополнительным резистором и дополнительным диодом, включенными последовательно между инвертирующим входом второго усилит ля постоянного тока и низковольтным выходом положительной полярности ис точника вспомогательных напряжений, а указанные согласующие цепи снабжены двумя дополнительными резисторами, двумя конденсаторами и потенциометром, движок которого соединен с общей шиной, а крайние выводы - с выходами второго усилителя постоянного тока, причем первые выводы дополнительных резисторов и первые . выводы конденсаторов подключены к выходу датчика тока, вторые выводы дополнительных резисторов соединены с крайними выводами потенциометра, а вторые выводы конденсаторов - с общей шиной. На чертеже представлена схема импульсного стабилизатора постоянно го напряжения. Стабилизатор содержит регулирующий орган 1, широтно-импульсный модулятор 2, генератор 3 пилообразного напряжения, развязывающие диоды 4 и 5, усилители 6 и 7 постоянно го тока, источник 8 вспомогательных напряжений, резистивный делитель на резисторах 9 и 10, датчик 11 тока, сглаживающий фильтр 12, дополнитель ный резистор 13 и дополнительный диод 14, согласующие резисторы 15 и16, конденсаторы 17 и 18, потенциометр 19 и клемму 20 для подключе ния источника опорного напряжения. Выход генератора 3 пилообразного напряжения соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора 2. Выходы усилителей 6 и 7 постоянного тока через развязывающие диоды 4 и соединены со вторым входом широтноимпульсного модулятора 2. Инвертирующий вход усилителя 6 подключен к клемме 20 для подключения источнику опорного напряжения, для создания которого используется один из выходов 1 источника 8 вспомогательных напряжений. Неинвертирующий вход усилителя 6 соединен с делителем напряжения на резисторах 9 и 10, который подключен к выходнь1м зажимам устройства. Выход широтно-импульсного модулятора 2 соединен с управляющим входом регулирующего органа 1. Регулирующий орган 1 и источник 8 вспомогательных напряжений подключены к входным клеммам стабилизатора. Низковол,ьтный выход положительной полярности источника 8 вспомогательных напряжений через последовательно включенные дополнительный диод 14 и дополнительный резистор 13 подсоединены к инвертирующему входу усилителя 7 постоянного тока. Выход сглаживающего фильтра 12 соединен с датчиком 11 тока, другой выход которого подключен к выходному зажиму импульсного стабилизатора Входы усилителя 7 соединены с выходами потенциометра 19, а его движок - с общей шиной. Входы усилителя 7 через согласующие резисторы 15 и 16 соединены с выводами датчика 11 тока. Выводы датчика 11 тока соединены с первыми выводами конденсаторов 17 и 18, вторые выводы которых подключены к общей шине. Стабилизатор работает следующим образом. При включении импульсного стабилизатора появляется напряжение на выходах источника 8 вспомогательных напряжений, обеспечивая питанием элементы схеки управления. На входе широтно-импульсного модулятора сравниваются сигнал с выхода генератора 3 и суммарный сигнал с выходов операционных усилителей 6 и 7. Операционный усилитель 6 вместе с источником опорного напряжения подключенного к клемме 20, резистивным делителем 9,10 и модулятором 2 образует цепь обратной связи импульсного стабилизатора, с помощью которой обеспечивается стабильность его выходного напряжения. При коротком замыкании или перег-. рузке импульсного стабилизатора происходит увеличение падения напряжения на датчике 11 тока, которые через резисторы 15, 16 и потенциометр 19 передается на вход операционного усилителя 7 токового сигнала, который через-развязывающий диод 4 воздействует на широтно-импульсный модулятор 2 таким образом, что вызывает снижение напряжения на выходе импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Конденсаторы 17 и 18 обеспечивают режим слабых пульсаций напряжения на 11 тока. После устранения короткого замыкания уменьшается сигнал с выхода датчика 11 тока и стабилизатор автоматически возвращается в исходное состояние Цепь из дополнительного резистора 13 и дополнительного диода 14 обеспе чивает начальное отрицательное смещение операционного усилителя 7 при напряжении на выходе импульсного ста билизатора, близком к .нулю. После появления напряжения на выходе импульсного стабилизатора и тока через .датчик 11 указанное операционное смещение компенсируется действием согласующих цепей из согласующих резисторов 15, 16 и потенциометра 19. Таким образом, благодаря предлагаемому соединению цепи отрицательно го смещения и согласующих цепей датчика тока с элементами обратной связи импульсного стабилизатора удается исключить ложное срабатывание защиты от короткого замыкания как при пуске так и при снятии перегрузки, что в сочетании с обеспечением малых пульсаций на выходе датчика тока повышает надежность импульсного стабилизатора постоянного напряжения. Формула изобретения Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулиру ющий орган, подключенный управляющим входом к выходу широтно-импульсного модулятора, один вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а другой через два развязывающих диода - с выходами усилителей постоянного тока, и источ ник вспомогательных напряжений с нес колькими выходами, причем входы первого усилителя постоянного тока соединены с клеммой для подключения источника опорного напряжения и с выходом реэистивного делителя, включенного между выходным зажимом импульсного стабилизатора постоянного напряжения и общей щиной, а входы второго усилителя постоянного тока через согласующие цепи подключены к выходу датчика тока, выполненного в виде резистора, включенного между выходом сглаживающего фильтра и выходным зажимом импульсного стабилизатора постоянного напряжения, отли чающийся тем, что, с целью увеличения надежности он снабжен дополнительным резистором и дополнительным диодом, включенным последовательно между инвертирующим входом второго усилителя постоянного тока и низковольтным выходом положительной полярности источника вспомогательных напряжений, а указанные согласующие цепи снабжены двумя согласующими резисторами, двумя конденсаторами и потенциометром, движок которого соединен с общей шиной, а крайние выводы - с выходами второго усилителя постоянного тока,причем первые выводы согласующих резисторов и первые выводы конденсаторов подключены к выходу датчика тока, вторые выводы согласующих резисторов соединены с крайними выводами потенциометра, а вторые выводы конденсаторов - с общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 713854, кл. G 05 F 1/56, 1978. 2.Уп эавление переключательными источниками питания с помощью БИС.Электротехника, 1977, т. 50, № 7, с. 51-57, рис. 1,3.

- А-ь

Г

12

D«

15

-dZb

Г}

ю

Т

/i -CZ}