Стабилизированный источник вторичного электропитания с защитой

Стабилизированный источник вторичного электропитания с защитой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании источников вторичного электропитания для радиоэлектронной аппаратуры и средств вычислительной техники. Целью изобретения Является упрощение устройства. В данном техническом решении используется сигнал с информационного выхода датчика 7 тока в каждом тактовом импульсе для целей управления силовым ключом 1 и одновременно для его защиты от токов.ых перегрузок. Причем указанный сигнал содержит информацию как о токе силовой ключ 1 и нагрузку конвертора, так и о входном сетевом напряжении. Это дает возможность упростить узел защиты по току, существенно упростить вспомогательный источник питания 12, а также применить менее сложный узел усилителя обратной связи 2 и упростить всю схему стабилизированного источника в целом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 Н 7 12

KKA+ ><

13 " " ".,„13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3981621/24-07 (22) 29. 11. 85 (46) 07. 01. 88. Бюл. Р 1 (71) Киевский завод электронных вычислительных и управляющих машин Киевского производственного объединения

"Электронмаш" им.В.И.Ленина . (72) А.К.Суслов, А.П.Каленюк, В.П.Малодчик, В.И.Зозулев, О.Н.Нефедов и А.Г.Максимов (53) 621,316.925.4(088.8) (56) Вопросы радиоэлектроники. Сер.

Электронная вычислительная техника, вып. 12, 1.977, с. 49-50.

Блок питания Б233. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2.200.1.08 ТО, Киев, 1979, ПО

Электронмаш, с.6-9, 25. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

ÄÄSUÄÄ 13 5236 А1 при создании источников вторичного электропитания для радиоэлектронной аппаратуры и средств вычислительной техники. Целью изобретения является упрощение устройства. В данном техническом решении используется сигнал с информационного выхода датчика 7 тока в каждом тактовом импульсе для целей управления силовым ключом 1 и одновременно для его защиты от токовых перегрузок. Причем указанный сигнал содержит информацию как о токе через силовой ключ 1 и нагрузку конвертора, так и о входном сетевом напряжении. Это дает возможность упростить узел защиты по току, существенно упростить вспомогательный источник питания 12, а также применить менее сложный узел усилителя обратной связи 2 и упростить всю схему стабилизированного источника в целом, 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1365236

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании источников вторичного электропитания для радиоэлектронной аппаратуры и средств вычислительной техники.

Цель изобретения — упрощение устройства, На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — принципиальная схема компаратора с запоми нанием выходного сигнала; на фиг.3— временные диаграммы, поясняющие рабо-, ту устройства.

Стабилизированный источник вторичного электропитания с защитой содержит силовой ключ 1, управляемый с выхода устройства через узел 2 усилителя обратной связи, делитель 3 сигнала рассогласования, компаратор 4 с запоминанием выходного сигнала, узел 5 управления силовым ключом, Вход силового ключа 1 связан с входным сетевым напряжением через сетевой выпрямитель 6 с фильтром, а выход силового ключа 1 связан с выходом устройства через датчик 7 тока, силовой высокочастотный трансформатор 8 и выходной выпрямитель 9 с фильтром.

Компаратор 4 вторым входом связан с выходом датчика 7 тока, входом обнуления через узел 10 обнуления компаратора - с общей точкой соединения выхода генератора 11 прямоугольных тактовых импульсов с входом узла 5 управления силовым ключом. Для пита-. ния узлов устройства служит вспомогательный источник 12 питания, соединенный своим входом с выходом се левого выпрямителя 6 (фиг.1).

Компаратор 4 с запоминанием выходного сигнала (фиг.1) может быть выполнен, например, как изображено на фиг.2. Здесь выход операционного усилителя 13 соединен с его входом 14 через цепь 15 положительной обратной связи. Второй вход 16 компаратора через фильтр 17 соединен со средней точкой делителя из резисторов 18 и

19, подключенного между шиной нулевого потенциала и входом 14, через резистор 20 соединенным с источником вспомогательного напряжения. Вход 21 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 13, Вход 14 является входом обнуления компаратора. При подаче на этот вход кратковременного импульса компаратор пере55 пилообразное напряжение UA при помо" щи датчика 7 тока и поступает на второй вход компаратора 4. Напряжение обратной связи в усилителе обратной связи сравнивается с опорным напряжеводится в исходное состояние, при котором на его выходе 22 устанавливается нулевой потенциал.

На фиг,3 приняты следующие условные обозначения: U „,„ - напряжение генератора прямоугольных тактовых импульсов; U »Ä — напряжение компаратора 4; U< — напряжение датчика тока; U „ — напряжение узла обнуления компаратора; hU — напряжение узла усилителя обратной связи (напряжение макс рассогласования); ЬП вЂ” максимальное значение напряжения узла усилите15 ля обратной связи (максимальное напА ряжение рассогласования); бас, напряжение делителя сигнала рассогласования U — напряжение управления

У ) силовым ключом; Т вЂ” период следования. импульсов напряжения генератора прямоугольных тактовых импульсов; I«

1 ток, протекающий через силовой ключ;

О

Т,„- активная составляющая тока I „, U 8.с и

25 ск )

Т вЂ” — — — (см. ниже) I — реактив.ск н.п м в,с ная составляющая тока Е I

cv с L с с„ (см..ниже); Š— напряжение вспомогательного источника питания.

30 Стабилизированный источник вторичного электропитания с защитой работает следующим образом.

Генератор 11 вырабатывает импульсы напряжения прямоугольной формы с периодом следования Т (фиг.3). В момент времени t<=ts n напряжение на выходе генератора 11 принимает значение низкого уровня, чем снимается запрет с узла 5 на включение силового ключа 1 °

40 Поскольку силовой ключ 1 связан с выходом схемы через силовой трансформатор 8 и выходной выпрямитель 9, то ток, протекающий через силовой ключ

1 и силовые выводы датчика 7 тока, 45 имеет активно-реактивный характер, а м т. е. I,„„==I „+I . Причем составляющая

I определяется в основном индуктивск ностью трансформатора 8 и дросселя узла 9 (L ) и близка к его току на50 магничивания. Следовательно, форма тока I близка к пилообразной, а амплитуда определяется в том числе выпрямленным сетевым напряжением U

Нарастание тока I ôîðìèðóåòñÿ в

3 13 нием и усиливается до необходимой величины 4U, Это усиленное напряжение обратной связи hU через делитель 3 сигнала рассогласования поступает на первый вход компаратора 4 (дУ„ ). В момент времени t =t когда напряжение U ðàâíî дU«, -узел компаратоА ра 4 вырабатывает напряжение высокого уровня и, тем самым, выдает запрещающий сигнал U„ » на узел 5 управления силовым ключом 1 и последний переходит в непроводящее состояние. Через некоторое время., равное времени задержки U после момента времени

ОК когда генератор 11 снова выдает напряжение высокого уровня, узел 10 обнуления компаратора своим коротким импульсом низкого уровня, подаваемым на вход обнуления компаратора 4, переводит последний в первоначальное состояние, соответствующее напряжению низкого уровня на его выходе, и силовой ключ 1 остается выключенным до

I момента времени t,, Далее процессы повторяются (точка а, фиг. 3) .

Интервал между моментами времени и Т определяет длительность управляющего импульса t, которая, в свою очередь, определяет время проводящего состояния ключа 1, и, следовательно, величину выходного напряжения стабилизированного источника. Время проводящего состояния силового ключа

1 зависит как от входного напряжения стабилизированного источника, от величины котороro зависит амплитуда пилообразного. напряжения, так и от выходного напряжения и тока нагрузки т.е. от приведенного сопротивления нагрузки R „„ конвертора, от которых зависит амплитуда пилообразного напряжения и величина сигнала рассогласов ания.

Защита от перегрузок по току источника осуществляется следующим образом.

Поскольку величина напряжения рассогласования дУ, зависит как от величины тока, отдаваемого стабилизированным источником в нагрузку, так и от коэффициента деления делителя 3 . сигнала рассогласования, то при определенном значении величины тока нагрузки, соответствующем уровню срабатывания защиты по току, коэффициент деления делителя 3 выставляют таким, что величина напряжения рассогласования д U, достигает своей максимальной

65236

5

30 величины, определяемой напряжением насыщения операционного усилителя узла усилителя обратной связи 2. В этом случае величина напряжения делителя

3 сигнала рассогласования дЬ *, подаа ваемая на инвертирующий вход компаратора 4 остается постоянной при дальнейшем увеличении тока нагрузки стабилизированного источника. При этом величина .тока нагрузки застабилизиру- ется на уровне (точки с,d,е, фиг.3), соответствующем уровню срабатывания от йерегрузки по току, а выходное напряжение стабилизированного источника начнет резко снижаться. Поскольку данная защита имеет высокое быстродействие и определяется лишь инерционностью работы электронных элементов узла усилителя обратной связи, компаратора 4 и узла 5 управления силовым ключом, она является эффективной как при длительных перегрузках, так и при достаточно коротких экстратоковых перегрузках транзисторов силового ключа 1, какие имеют место, например,. в первый момент после включения стабилизированного источника при заряде емкостей выходного выпрямителя 9.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении используется сигнал с информационно.ro выхода датчика 7 тока в каждом тактовом импульсе для целей управления силовым ключом 1 и одновременно для его защиты от токовых перегрузок. Причем, указанный сигнал содержит информацию как о токе через силовой ключ и нагрузку конвертора, так и о входном сетевом напряжении. Это дает возможность упростить в предлагаемом устройстве узел защиты по току, существенно упростить вспомогательный источник питания, а также применить менее сложный узел усилителя обратной связи и упростить всю схему стабилизированного источника в целом.

Формула из об ре те ния

1. Стабилизированный источник вторичного,электропитания с защитой, содержащий соединенные последов ательно между входными и.выходными выводами сетевой выпрямитель с фильтром, силовой ключ, датчик тока, силовой трансформатор и выходной выпрямитель с фильтром, усилитель обратной связи, вход которого подключен к выходу ис1365236

6 минанием выходного сигнала выполнен в виде операционного усилителя, пяти

rA резисторов, конденсатора и фильтра, 5 при этом выход операционного усилителя, соединенный с выходом компаратора, через соединенные последовательно первый и второй резисторы, один из которых шунтирован конденсатором, - 10 подключен к неинвертирующему входу, соединенному с входом обнуления кома паратора, подключенному через третий резистор к выводу для присоединения вспомогательного источника питания, - 15 а через соединенные последовательно четвертый и пятый резисторы - к шине нулевого потенциала, причем первый вход компаратора через фильтр подключен к точке соединения четвертого и, 20 пятого резисторов, а второй вход соединен с инвертирующим входом операци84 онного усилителя. точника, узел управления силовым клю чом, выходом соединенный с управляющим входом силового ключа, снабженнь двумя управляющими входами, первый из которых подключен к выходу генера тора прямоугольных тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения источника, введены компаратор с запоминанием вь ходного сигнала, снабженный входом обнуления, узел обнуления компаратор и регулируемый делитель сигнала рассогласования, при этом выход усилите ля обратной связи через делитель сиг нала рассогласования подключен к пер вому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом датчика тока, вход обнуления через узел обну ления компаратора подключен к выходу генератора прямоугольных тактовых импульсов, а выход соединен с вторь управляющим входом узла управления силовым ключом.

2. Источник вторичного электропитания по п.1, отличающийся тем, что введен вспомогательный источник питания, а компаратор с запо3. Источник вторичного электропи25 тания, по пп.1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что узел обнуления компаратора выполнен в виде формиро" вателя импульсов.

>li

1365236

Составитель В.Широков

Редактор Л.Зайцева Техред Л.Сердюкова КорректоР Л,Пилипенко

Заказ 6649/50 .Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна ектная 4