Стабилизированный источник питания

У СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОР Ф4. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР692027, кл. Н 02 М 3/155, 1978.Авторское свидетельство СССР1019541, кл. Н 02 Н 7/12, б 05 Р 1/64, 1983.Авторское свидетельство СССР978126, кл. б 05 Р 1/58, 1982, (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ(57) Стабилизированный источник питания может быть использован в системах электропитания устройств автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - упрощение схемы и повышение надежности путем увеличения длительности выключенного состояния транзисторного ключа при перегрузке и коротком замыкании нагрузки. Устройство содержит транзисторный ключ (ТК) 2, согласующий каскад 3, компаратор 4 обратной связи по напряжению, компаратор 5 защиты по току, датчик 12 тока, выполненный в виде токового трансформатора 1. Введение дополнительного диода 14, конденсатора 15 и подключение конденсатора 15 на вход компаратора 5 защиты по току обеспечивают защиту источника от перегрузки за счет уменьшения частоты работы ТК 2 и увеличения длительности выключенного состояния ТК 2, что существенно уменьшает рассеиваемую мощность и повышает надежность. 1 ил.Изобретение относится к электр гехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано в системах электропитания устройств автоматики и вычислительной техники.Цель изобретения - упрошение схемы и повышение надежности источника путем увеличения длительности выключенного состояния транзисторного ключа при перегрузке и коротком замыкании нагрузки.На чертеже представлена электрическая схема устройства.Стабилизированный источник питания содержит силовую часть 1 с входными и выходными выводами, в которую входит транзисторный ключ 2. Управляющий вход транзисторного ключа 2 соединен с выходом согласуюшего каскада 3, который осуществляет согласование по току и при необходимости обеспечивает гальваническую развязку силовых и управляющих цепей. Вход согласуюгцего каскада 3 подключен к выходу компаратора 4 обратной связи по напряжению, к выходу компаратора 5 зашиты по току и к третьему выходу задаюшего генератора 6, на котором формируется напряжение прямоугольной формы. Неинвертируюший вход компаратора 4 соединен с источником 7 опорного напряжения и через конденсатор 8 подключен к первому выходу задаюшего генератора 6, на котором формируется напряжение пилообразной формы. Амплитуда пилообразного напряжения определяет коэффициент передачи обратной связи по напряжению. Неинвертируюший вход компаратора 5 зашиты по току через делитель напряжения на резисторах 9 и 10 соединен с выходными клеммами источника и через конденсатор 11 с вторым выходом задаюшего генератора 6, на котором формируется напряжение пилообразной формы. В силовой части 1 последовательно с транзисторным ключом 2 включена первичная обмотка датчика 12 тока, вторичная обмотка которого подключена к входным выводам выпрямителя 13. Инвертируюший вход компаратора 5 защиты по току через диод 14 соединен с выходным выводом выпрямителя 13 и через конденсатор 15 с отрицательным выходным выводом источника,Один из вариантов выпрямителя 13 содержит нагрузочный резистор 16, подключенный параллельно вторичной обмотке датчика 12 тока, диод 17, положительным выводом соединенный с резистором 16, концом вторичной обмотки датчика 12 тока и отрицательным выходным выводом источника, а отрицательным выводом соединенный с диодом 14, и конденсатор 18, включенный между началом вторичной обмотки датчика 12 тока и точкой соединения диодов 17 и 14, Силовая часть 1 может быть выполнена по схеме преобразователя напряжения с транзисторным ключом, трансформатором, выходным выпрямителем и выходным фильтром либо по схе 10 15 20 25 30 35 40 50 ме импульсного стабилизатора с транзисторным ключом и 1.СР-фильтром. Выходы компараторов 4 и 5 и третий выход задающего генератора 6 представляют собой транзистор с открытым коллектором, а согласующий каскад 3 запирает транзисторный ключ 2, когда открыт хотя бы один из трех выходных транзисторов комп араторов и задающего генератора.Устройство работает следуюшим образом.В нормальном режиме работы стабилизация выходного напряжения осуществляется способом широтно-импульсной модуляции, при этом частота определяется задающим генератором 6, а длительность открытого состояния транзисторного ключа 2 - компаратором 4 обратной связи по напряжению.Ток силовой цепи транзисторного ключа 2 трансформируется датчиком 12 тока и на выходных выводах выпрямителя 13 выделяется напряжение, амплитуда которого пропорциональна току силовой цепи транзисторного ключа 2. Указанное напряжение (амплитудное значение) детектируется диодом 14 и конденсатором 15 и подается на инвертируюший вход компаратора 5 (зашиты по току, где сравнивается с напряжением на его неинвертируюшем входе, которое представляет сумму двух напряжений постоянного напряжения с делителя на резисторах 9 и 10 и переменного пилообразного напряжения с конденсатора 11. В нормальном режиме работы напряжение на инвертируюшем входе компаратора 5 зашиты по току меньше напряжения на его неинвертируюшем входе, поэтому выходной транзистор указанного компаратора закрыт и не оказывает влияния на работу схемы,При превышении тока транзисторного ключа 2 порогового значения срабатывает компаратор 5 защиты по току и уменьшает длительность открытого состояния транзисторного ключа 2 независимо от сигнала с выхода компаратора 4 обратной связи по напряжению. Амплитуда тока транзисторного ключа 2, при которой компаратор 5 защиты тока выдает сигнал для его запирания, зависит от величины выходного напряжения и является минимальной при коротком замыкании нагрузки и в момент запуска источника.Наличие конденсатора 15 на входе компаратора, 5 защиты по току не оказывает существенного влияния на быстродействие схемы, поскольку время ее заряда определяется коэффициентом трансформации датчика 12 тока и при высоком входном сопротивлении компаратора 5 защиты по току и соответственно малой величине емкости конденсатора 15 достаточно мало.При коротком замыкании источника выбросы тока транзисторного ключа 2 из-за его собственной инерционности при запирании могут существенно превышать порог срабатывания защиты. При этом конденсатор 151229916 Составитель И. Войтович Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор И, НиколайчукЗаказ 2234/57 заряжается до напряжения, значительно превышающего напряжение на неинвертирующем входе компаратора 5 защиты по току, и разряжается до этого напряжения в течение нескольких периодов задающего генератора 6. В течение указанного времени транзисторный ключ 2 остается закрытым. Таким образом, при наиболее тяжелых случаях перегрузки источника уменьшается частота работы и увеличивается длительность выключенного состояния транзисторного ключа, что существенно уменьшает рассеиваемую в нем мощность и повышает надежность. Формула изобретенияСтабилизированный источник питания, 15 содержащий в силовой части по меньшей мере один транзисторный ключ, управляющим входом подключенный к выходу согласующего каскада, компаратор обратной связи по напряжению, инвертирующий вход которого соединен с положительным выходным выводом источника, неинвертирующий вход соединен с источником опорного напряжения и через первый конденсатор с первым выходом задающего генератора,компаратор зашиты по току, неинвертирующий вход которого через резистор соединен с положительным выводом источника, датчик тока, первичная обмотка которого включена последовательно в силовую цепь транзисторного ключа, а вторичная обмотка подключена к входным выводам выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения надежности источника путем увеличения длительности выключенного состояния транзисторного ключа при перегрузке и коротком замыкании нагрузки, в него введены дополнительный диод, включенный между выходным выводом выпрямителя и инвертирующим входом компаратора защиты по току, второй конденсатор, включенный между инвертирующим входом компаратора защиты по току и отрицательным выходным выводом источника, третий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом компаратора зашиты по току. и вторым выходом задающего генератора, а выходы компаратора зашиты по току, компаратора обратной связи по напряжению и третий выход задающего генератора подключены к входу согласующего каскада.