Стабилизированный источник питания с бестрансформаторным входом

Стабилизированный источник питания с бестрансформаторным входом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОК)Э СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) G 5 F 1 58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,К (21) 3404761/24-07 (22) 02. 03. 82 ..(461 07.08. 83. Бюл. Р 29 (721 lO.П.Кинеев, A A.Морозов, М.Х.Ян и М.В.Широков

:(53) 621.316.722.1(088.8) .(56) 1."Elektronik", ФРГ, 1977, 9. 6, с. 94-98, рис. 2 °

2. Авторское снидетельство СССР

Р 773858, кл. Н 02 Н 3/335, 1980.

3. Саанян Г.Г. Бестрансформаторные. стабилизаторы с ограничителем тока, - "Вопросы радиоэлектроники", сер. "Электронная вычислительная техника", вып. 12, 1977, с.49-50. (54 ) (57 ) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК

IIHTABHR С БЕСТРАНСФОРИАТОРНЦМ ВХ0ДОМ, содержащий входной выпрямитель со сглаживающим фильтром, силовой регулируемйй преобразователь, подключенный к сглаживающему фильтру через. датчик тока, узел защиты от перегрузок по току, входом подклю„„SU„„.1034026 А ченный к датчику тока, схему управ- ления преобразователем, состоящую . из источника опорного напряжения, усилителя рассогласования и модуля-. тора длительности управляющих.импульсов, при этом вход схемы управления подключен к выходным выводам, выход модулятора длительности, яв ляющийся выходом .схемы управления, соединен .с управляющим входом силового преобразователя, а выход узла защиты подключен к блокирующему входу модулятора:-длительности, о т л и ч а ю ta: è.é с я тем, что., с целью повышения надежности его вработе путем снижения рассеиваемой мгновенной мощности в аварийном и пусковом режимах, в него введен узел воздействия на времязадающую цепь модулятора длительности пропорционально выходному напряжению, подключенный входом к выходным выводам, а выходом — к времязадающей цепи модулятора длительности.

103402б

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания устройств вычислительной техники и автоматики.

Известны устройства, работающие, от сети и содержащие входной выпрямитель со сглаживающим фильтром и включенный параллельно фильтру тран эисторный конвертор, осуществляющий преобразование высокого входного напряжения в постоянное напряжение 10 низкого уровня, датчик тока, включенный в первичную цепь последовательно с силовыми транзисторами конвертора и устройство защиты по току (1) и (? ) 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является источник питания с бестрансформаторным входом, содержащий включенные последо вательно входной выпрямитель с фильт- 20 ром, силовой регулируемый преобразователь с датчиком тока, узел защиты от перегрузок по току, связанный со схемой управления преобразователем, состоящий иэ источника опорного напряжения, усилителя рассогласования и модулятора длительности управляющих импульсов 3 ).

Известные устройства имеют сравнительно невысокую надежность вследствие того, что в режимах ограниче- . ния тока (аварийных и пусковых ) из-за инерционности ключевых силовых элементов при их запирании выбросы тока могут быть существенно выше "уставки" токовой защиты. Осо- З5 бенно это проявляется в стабилизаторах с повышенным уровнем коммутируемого напряжения. При нагрузках и в режиме короткого замыкания время .задержки при выключении 2- 40

3 мкс на частотах преобразования уже 5-10 кГц приводит к существенному (в несколько раз ) возрастанию тока через силовые транзисторы по сравнению со значением "уставки" токовой защиты и транзисторы работают в тяжелом режиме переключения, рассеивая значительную мгновенную мощность, что снижает надежность указанных устройств. 50

Цель изобретения — повышение надежности путем снижения рассеиваемой мгновенной мощности в аварийных и пусковых режимах. .Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный источник питания с бестрансформаторным входом, содержащий входной выпрямитель со сглаживающим фильтром, сИловой регулируемый преобраэрватель подключенный к сглаживающему фильт- 60 ру через датчик тока, узел защиты от перегрузок по току, входом под"ключенный к,датчику тока, схему управления преобразователем, состоящую иэ источника опорного напря- 65 жения, усилителя рассогласования и модулятора длительности управляющих импульсов, при этом вход схемы управления подключен к выходным выводам, выход модулятора длительности, являющийся выхОдом схемы управления, соединен с управляющим входом силового преобразователя, а выход узла защиты. подключен к блокирующему входу модулятора длительности, введен узел воздействия на времязадающую цепь модулятора длительности пропорционально выходному напряжению, подключенный входом к выходным выводам, а выходом — к времязадающей цепи модулятора длительности.

На чертеже приведена функциональная схема стабилизированного источника питания с бестрансформаторным входом, Источник питания с бестрансформаторным входом содержит сетевой выпрямитель 1 с емкостным сглаживающим фильтром 2, силовой регулирующий преобразователь 3 (конвертор ), подключенный к емкостному фильтру 2 через датчик 4 тока и узел 5 защиты от перегрузок по току, схему б управления преобразователем, состоящую йэ источника 7 опорного напря- жения, усилителя 8 рассогласования и модулятора 9 длительности управляющих импульсов, узел 10 воздействия на времязадающую цепь модулятора длительности пропорционально выходному напряжению, включенный между модулятором длительности и выходом источника, который обеспечивает в аварийных режимах работу преобразователя на частоте прямопропорциональной значению выходного напряжения.

Схема управления б может содержать задающий генератор и делитель частоты.

Устройство работает следующем образом.

Выпрямленное и сглаженное напряже ние сети подается на регулируемый преобразователь 3, коммутирующие ключи которого управляются сигналами со схемы б управления, обеспечивающей времяимпульсную стабилизацию выходного напряжения по цепи обратной связи.

В переходных режимах (например, в момент включения), а также в аварийном режиме,(перегрузка или корот кое замыкание по выходу1 по цепи питания преобразователя проходит максимальный ток. Функцию защиты силовых ключей преобразователя в это время осуществляет узел 5 защиты от перегрузок, получающий сигнал с датчика 4 тока. При превышении пусковым током преобразователя определенного значения на датчике 4 то1034026

Составитель О. Овсянников

Редактор И. Ковальчук Техред Т.фанта

Корректор,g. Ильин

Заказ 5б25/51 Тираж 874

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ка возникает напряжение, превосходящее по величине уровень срабатывания порогового элемента узла защиты. Последний вырабатывает сигнал, переводящий схему управления в состояние, при котором силовые ключи преобразователя запираются. Таким образом, происходит ограничение тока, потребляемого преобразователем приведенного тока нагрузки преобразователя

Режиму ограничения тока нагрузки соответствует непременыое снижение уровня выходного напряжения. Тогда (Ъа счет наличия вновь введенной связи с выхода источника через узел 10) в этом режиме обеспечивается пропорциональное выходному напряжению изменение (уменьшение )частоты преобразования. Причем, для всех видов

:,время импульсного регулирования воздействие узла 10 должно вызывать уменьшение частоты преобразования в отличие от воздействия, получаемого модулятором по цепи обратной связи со схемы сравнения.

В качестве примера приводится одно из возможных схемных решений узла 10, который обеспечивает в аварийных и пусковых режимах надле.жащее изменение частоты преобразования на примере импульсного регулирования с ШИМ.

ШИФ1, как правило, включает задающий генератор, определяющий частоту преобразования. Этот генератор может быть выполнен с рС или,С времяэадающими цепями или магнитополупроводникового типа, в котором частота определяется временем перемагничивания сердечника трансформатора или дросселя. Очевидно, что изменение частоты подобных генераторов в зависимости от уровня выходного напряжения можно обеспечить относительно простыми и извест. ными способами путем воздействия на их времязадающие элементы. Так например, можно изменять скорость переэаряда времязадающего конденсатора или обеспечивать подмагиичивание сердечника времязадающего дросселя или трансформатора. Указанные функции и выполняет узел 10.

В случае реализации частотноимпульсного или двухпозиционного

t0 регулирования надлежащее изменение уменьшение ) частоты преобразования в аварийных и пусковых .режимах осуществляется при помощи узла 10 аналогично.

15 При. уменьшении величины сопротивления нагрузки до уровня, соответствующего режиму перегрузки, произойдет уменьшение уровня выходного напряжения относительно номиналь. р0 ного, и цепь дополнительной связи через узел 10 соответственно уменьшит частоту преобразования и так далее.

Таким образом, в предлагаемом устройстве в аварийных и пусковых режимах осуществляется автоматйческое изменение периода переключения в сторону его увеличения. . Благодаря введению новых схемных связей оказывается возможным исключить возрастание мгновенной мощности, выделяемой в ключевом регулирующем элементе преобразователя при его выключениях в режимах нагрузки и короткого замыкания.

При повышении частоты преобразования или уровня выходного напряжения эффективность данного технического решения существенно возрастает, 40

-Применение предлагаемого источника питания значительно повысит надежность работы устройства подобного типа.