Стабилизированный источник питания

Стабилизированный источник питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсник

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{ii) 868729

®" (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 05.10.79 (21) 2 815551/24-0 7 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 3009.81. Бюллетень Н9 36

Дата опубликования описания 3009.81 (Я)М. K,..

05 F 1/64

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. . 722.. 1 (088 ° 8) И.В.Волков, С.И.Закревский, Ю.И.Стародум в, Б. М. Верлинский, В. И. Дорофеев, В. A. Васин,.

A.Â.Ñåðäþê и Ю.С.Станилевич (72) Авторы изобретения

Институт электродинамики АН Украинской Mh— (71) Заявитель (54 ) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике.

Известен стабилизированный источник питания, содержащий источник тока, согласующий трансформатор и схему защиты от режима холостого хода 1). аиболее близким к предлагаемому является стабилизированный источник питания, содержащий источник тока с многообмоточным согласующим трансформатором на выходе, одна иэ вторичных обмоток которого соединена через выпрямитель с фильтром с цепью для подключения нагрузки, в которую включен 1з 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 защиты 2 ).

Недостатками известного стабилизированного источника питания являются низкие массогабаритные показатели, так как устройство защиты выполняется на мощность .нагрузки, а также отсутствие плавного регулирования вели- ЗО

2 чины напряжения холостого хода, причем дискретное регулирование величины напряжения холостого хода приводит к изменению величины коэффициента стабилизации по току, что влияет на стабильность тока нагрузки.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей устройства и обеспечение регулирования ны напряжения холостого хода,Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источнике питания узел сравнения выполнен в виде преобразователя полярности сигнала, выход которого подключен к блоку разделения каналов по полярности входных сигналов, один выход которого подсоединен к первому из входов введенного узла совпадения, а другой — ко входу блрка формирования сигнала защиты, выход которого подсоединен ко второму входу узла совпадения, выход которого подключен ко входу регулятора тока.

Кроме того, преобразователь полярности сигнала выполнен на дифференциальном усилителе, инвертирующий вход которого использован в качестве второго из указанных входов узла, сравнения, а блок разделения кана868729 лов, 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 вторымк общему выводу, причем нижнее плечо выполнено в виде потенциометра, к средней точке которого подсоединен 10 второй диод, катод которого также служит выходом узла сравнения, тран- . зистора, коллектор которого подсоединен к общему зажиму верхнего и нижнего плеча делителя, а эмиттер — к об- 15 щему выводу, резистора, который подсоединен одним выводом к верхнему

:. ажиму делителя, а другим выводом подсоединен к базе транзистора, соединенной с анодом третьего диода, щ катод которого соединен qo входом дифференциального 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 многообмоточным 30 согласующим трансформатором 3 на выходе, одна из вторичных обмоток которого соединена через выпрямитель 3 с фильтром 4 с цепью для подключения нагрузки 5, в которую включен, также датчик б тока, выход которого соединен с одним входом узла 7 сравнения, вторым входом подключенного к источнику 8 опорного сигнала, а выходомк 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 формирования сигнала защиты, выход которого подсоединен ко втоРомУ входу собиРа- 45 тельного узла, выход которого подключен ко входу регулятора 12 тока.

Источник (фиг. 2) содержит источник 1 тока, многообмоточный согласующий трансформатор 2, выпрямитель щ

3, фильтр 4, нагрузку 5, датчик б тока, узел 7 сравнения, выполненный в виде преобразователя полярности сигнала на дифференциальном усилителе, инвертирующий вход которого подключен к выходу источника 8 опорного сигнала, регулятор тока, содержащий выпрямитель 9, транзистор 10, резистор 11 транзистор 12, блок разделе-, ния каналов, узел формирования сигнала защиты и собирательный узел, выпол= ненный в виде первого 13, второго 14 и третьего 15 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 16, к средней точке которого подсоединен второй диод, катод которого также служит выходом узла сравнения, транзистора 17, коллектор которого подсоединен к общему зажиму верхнего 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 нагруэки 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 заданном уровне. Второй канал блока 9 разделения каналов, по которому осуществляется регулирование напрйкения холостого хода источника питания, эаперт. При отключении либо обрыве цепи нагрузки 5 на выходе узла 7 сравнения, выполненной в виде йреобраэователя полярности входных сигналов, полярность выходного сигнала меняется на обратную. Этим сигналом запирается первый канал и отпирается второй блок 9, пО которому укаэанный 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, возникающий на выходе источника 1 тока в режиме холостого хода. Таким образом: осуществляется плавное регулирование уровня напряжения холостого хода источника питания.

В рабочем режиме на выходе узла

7 сравнения формируется управляющее напряжение положительной полярности, пропорциональное разности сигналов, поступающих от датчика 6 тока и источника 8 опорного сигнала. Управляющее 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 согласующего трансформатора через выпрямитель 9. В результате перерас86 8729

Формула изобретения пределения токов между вторичными ,обмотками указанного трансформатора ток в цепи нагрузки поддерживается на 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 в обратном направлении по отношению к полярности управляющего сигнала, что исключает влияние в рабочем режиме. При обрыве цели 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 20 первый канап, так как теперь диод 13 оказывается по отношению к нему включенным в обратном. направлении. Через диод 15 напряжение поступает на вход транзистора 17 и запирает его. Тран- g5 зистор 17 прекращает шунтировать потенциометр 1б 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, воэникакщей в режиме холостого хода, Изменением положения движка потенциометра РегулиРуется ве- 3 личина 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 мо- 4О жет быть подключена к источнику тока без согласующего трансформатора, выпрямитель 9 регулятора тока подключается непосредственно к выходным зажимам источника тока, т.е. параллель- 45 но цепи нагрузки.

Схема управления предлагаемого стабилизированного источника питания обладает универсальностью применения и может быть использована с регуля- 50 торами 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 40 стабилизации напряжения холостого хода.

В предлагаемом источнике при необходимости величину напряжения холостого хода можно установить ниже так,что максимальное рабочее напряжение наблюдается без нарушения функционирования, источника питания в рабочем режиме, так как схема регулирования напряжения холостого хода в рабочем режиме не работает.

1 ° 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 нагрузки1 в которую включен также датчик тока, выход которого соединен с одним входом узла срав-. нения, вторым входом соединенного с источником опорного сигнала, регулятор тока, управляющий вход которого соединен с выходом узла сравнения, а выход подсоединен к другой вторичной обмотке согласующего трансформатора, и узел формирОвания сигнала защиты, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей устройства и обеспечения регулирования величины напряжения холостого хода, узел сравнения выполнен в виде преобразователя полярности сигнала, выход которого подключен к блоку разделения каналов по полярности входных сигналов, один выход которого подсоединен к первому из входов введенного узла совпадения, а другой - ко входу блока формирования сигнала защиты, выход которого подсоединен ко второму входу узла совпадения, чыход которого подключен ко входу регулятора тока.

2. Источник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что преобразователь полярности сигнала выполнен на дифференциальном усилителе, инвертирующий вход которого использован в качестве второго из указанных входов узла сравнения.

3. Источник по пп.1 и 2, т л и ч а ю шийся тем, что 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- nHTiiozeA сети, а вторым — к общему выводу, причем нижнее плечо выполнено 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 эмнттер — к общему выводу резистора, который подсоединен одним выводом к верхнему зажиму делителя, а другим

868729

1 2

ВНИИПИ Эаказ 8328/70 Тираж 943 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгОрод, ул.Проектная,4 выводом подсоединен к базе транзистора, соединенной с анодом третьего диода, катод которого соединен со входом дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Милях А,Н. и Волков И.В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей.

Киев, "Наукова думка", 1974, с. 154.

2. Проблемы технической электроз динамики. Киев, "НаУкова дУмка", 1974, вып. 45, с. 103, рис.1.