Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

, Изобретение ОТНОСИТСЯ к электро- технике и может быть использовано в качестве импульсного.стабилизатора постоянного напряжения, обеспечивашцего высокие энергетические и качественнне показатели при работе на нагрузку, изменякицуюся в широких пределах.

Известны вторичные источники питания (ВИП), в которых выходное на-пряжение используется для питания схекы управления. Запуск устройств производится с помощью заряда выходной емкости через резистор til.

Недостатками таких устройств являются отсутствие гальванической развязки между входом и выходом, а также низкие КПД и надежность при повышенных значениях первичного напряжения , обусловленные потерями мощности в резисторе.

Известгш cHCTeNbJ, луск которых производится с помощью вспомогательных преобразователей напряжения 12.

Однако системы характеризуются относительной сложностью и сравнительно низкой надежностью.

Известен также сетевой выпрямитель с понижающим трансформатором для питания цепи управления ВИП ЗЗ.

Выпрямитель оправдан при значительном уровне выходной мощности-, при этом однако имеют место существенные 5 потери мощности (около 2%) в балласт-ном резисторе, включенном на выходе ВИП.

При построении плоских модулей ВИП малой и средней мощности отвеJO чающих требованиям, предъявляемым к радиоаппаратуре 1М поколения, применение трансформаторов, работающих на частоте сети,оказывается неприемлемым, поскольку противоречит требованиям миниатюризации.

15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее сетевой выпрямитель, выход которого соединен с входом питания конвертора, выходом

20 соединенного с выходными клеммами и входом блока управления, выход которого соединен с управляющим входом конвертора, цепочку из последовательно соединенных резистора и конденсатора, подключенную между выходными выводами сетевого выпряьттеля, поро говый блок, выход которого соединен с входом питания блока управления

Устройство содержит сетевой вы30ррямитель, выходное напряжение которого используется для питания кон вертора, регулируемого блоком управления, входом соединеного с stJxofloM устройства, а клеммой питания через пороговый блок подключенного к выхо дйому конденсатору допс)лнительного высокочастотного выпрямителя и высокоомному резистору, соединенному с положительным полюсом сетевого вы прякттеля. Устройство работает следуютдим образом.. При подключении сетевого выпрями теля к сети переменного тока происходит заряд конденсатора через рези с.тор. При достижении напряжением на конденсаторе определенного значения срабатывает пороговый блок, на выходе блока управления формируется сигнал возбуждения активных прибо.ров конвертора,на выходе конвертора появляется напряжение и в дальнейшем питание цепи управления производится от дополнительного выпрямителя. Поскольку стабилизация ВИП производится по основному выходу,, нормальное функционирование цепи управления при увеличении сопротивления нагрузки и особенно при холостом хо де на выходе устройства оказывается невозможным. Это обусловлено тем, что коэффициент заполнения импульсо формуемых на входе основного, а следовательно, и вспомогательного выпря мителя, становится настолько малым, что напряжение питания цепи управления уменьшается в десятки раз. Поэтому минимальное значение тока нагрузки также ограничивают с помощью |балластного резистора (снижение КПД однако и в этом случае нестабильность напряжения, питающего цепь управления, оказывается весьма значительной, что приводит к снижению надёжности и ухудшению качественных показателейi Велико также время уста новления выходного напряжения, обусловленное значительной постоянной времени заряда пускового конденсатора. Целью изобретения является повышение КПД и надежности устройства и ускорение процесса включения при обе спечении гальванической развязки вхо да и выхода. Указанная цель достигается тем, что в стабилизированный источник постоянного напряжения введены конденсатор, пороговый блок запуска конвертора, электронный ключ и амплитудный детектор, при этом дополнительный конденсатор включен параллельно резистору, упомянутой цепочки, вход порогового блока соединен с .выходом конвертора, вход амплитудного детектора соединен с выходом блока управления, а выход - с входоМ электронного ключа, выход блока запуска конвертора соединен с управляющим , входом конвертора, а вход г- с выходами электронного ключа и порогового блока, входом подключенного к точке соединения конденсаторов и -резистора. На чертеже представлена функциональная схема стабилизированного источника постоянного напряжения. Стабилизированный источник содер- жит сетевой выпрямитель 1, -питающий конвертор 2, блок 3 управления конвертором, управляющий вход которого соединен с выходом устройства а вход питания соединен с выходом через пороговое устройство 41 К выходу блока 3 управления подключен амплитудный детектор 5, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа 6, выходом под1(:люченного к выводу питания блока 7 запуска конвертора и к выходу дополнительно введенного порогового блока 8, входом присоединеннного к точке соединения резистора 9 и конденсаторов 10 и 11. Устройство работает следующим образом.. При подключении сетевого вы.прямителя 1 к сети переменного тока происходит форсированный заряд конденсаторов 10 и 11, при заданном значении напряжения на пусковом конденсаторе 11 срабатывает пороговый блок 8 и На виходе блока 7 запуска формируется сигнал возбуждения активных приборов конвертора 2. На выходе конвертора возникает напряжение, которое при достижении определенного значения подается на клемму питания блока 3 управления. К этому моменту пусковой конденсатор 11 разряжен и сигналвозбуждения формируется блоком 3 .управления. Амплитудный детектор 5 поддерживает электронный ключ 6 в открытом Состоянии,что препятствует повторному заряду пускового конденсатора 11. При необход 1мости согласования величин выходного напряжения ВИП и напряжения питания цепи управления пороговое устройство 4 может бнть подключено к выходу через вольтодобавочное иливольтовычитающее устройство. В качестве блока запуска может быть использован любой задающий генератор, выходная мощность которого достаточна для управления активными приборами конвертора. Выходы блока 7 запуска и блока 3 управления могут быть соединены с первичными обмотками трансформатора возбуждения, выходная обмотка которого соединяется с управл5по1цим входом конвертора.

Формула изобретения

Стабилизированный источник постоянного напряжения, содержапдай сетевой выпря1 1итель, выход которого соединен с входом питания конвертора, выходом соединенного с выходными клеммами и входом блока управления, выход которого соединен с управляющим входом конвертора, цепочку из последовательнр соединенных резистора и конденсатора, подключенную между выходными выводами сетевого выпрямителя, пороговый блок, выход которого соединен с входом питания блока управления, отличающийся тем, что, с целью.ускорения процесса включения и повышения КПД и надеж;кости устройства, в него введены конденсатор, ПСЧ5ОГОВЫЙ блок запуска конвертора, электронный ключ и амплитудный детектор, при этом конденсатор включён параллельно резистору упо:мянутой цепочки, вход порогового блока соединен с выходом конвертора, вход амплитудного детектору соединен с выходом блока управления, а выход с входом электронного ключа, выход блока запуска конвертора соединен с управляющим входом конвертора, а вход - с выходами электронного ключз тт порогового блока, входом подключенного к точке соединения конденсаторов и резистора.

Источники информации, принятые во внимание при- экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 483744, кл. Н 02. М 3/32, 1973.

2.Электронная техника в автома1 йке. Вып.9. М., Советское радио, 1977, с. 154, РИС..1. :

3.Управление переключательными источниками питаний с помощью БИС Электроника (США). 1977, 17, с.56, рис.3. , .

4.электронная техника в автоматике. Вып.б, М., Советское радио 1974, с.60, рис.1.