Непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения с защитой по току

(21 (22 (46 (72 (.53 киенко во СССР 1977. СССР 3, 1984,(5 7) техн исто изоб ОСУДМРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изоБРетениям и ОтнРытиямПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 4495282/24-07 11.07,88 30.12.90. Бюл. В 48 Н.А. Горяйнов и А,М, 621. 316. 722. 1(088.8) Авторское свидетельс 390, кл, С 05 Г 1/57вторское свидетельств 5845, кл. С 05 Р 1/5 НЕПРЕРЫВНО-ИМПУЛЬСНЫЙ СТАЕИЛИЗААПРЯЕНИ С 3 АПИТОР ПО ТО 1 УИзобретение относится к электроке и мокет быть использовано вниках электропитания. ельетения - повышение надежностиповышения эффективности защиты ЯО 1617423 А 1 от перегрузок по току и уменьшениявремени восстановления работы послеснятия перегрузки, а такие упрощениесхемы, Устр-во содержит два контурарегулирования - непрерывный 1 и импульсный 7, включенных параллельнопо входу и выходу, Цепь управленияконтура 7 выполнена на ключе 18 иодновибраторе 19. Стабилизация напряжения на нагрузке 20 осуществляется контуром 1, а управление - контуром 7, Управление проходит по закону изменения тока нагрузки: прибольшом токе нагрузки регулирующийэлемент контура 7 открывается на более длительное время и чаще, чем прималом. 1 ил,17423 4 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 16Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания,Цель изобретения - повьппение надежности путем повьппения эффективности защиты от перегрузок по току иуменьшения времени восстановленияработы после снятия перегрузки, атакже упрощение схемы.На чертеже представлена блок-схема непрерывно-импульсного стабилизатора с защитой по току.Стабилизатор содержит контур 1непрерывного регулирования с регулирующим элементом 2, датчиком 3 токаперегрузки, делителем 4 цепи обратной связи, узлом 5 сравнения и управления и фильтром 6 выходного напряжения, контур 7 импульсного регулирования с регулирующим элементом 8,ЬСР.Фильтром 9 с дросселем 10, конденсатором 11 и диодом 12, датчик13 тока, включенный между выходом источника 14 питания и входом контура1 непрерывного регулирования, второй датчик 15 тока, включенный между выходом источника 14 питания иконтуром 7 импульсного регулирования, первый пороговый элемент 16,подключенный к первому датчику 13тока, второй пороговый элемент 17,подключенный к второму датчику 15тока, ключ 18, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента 8, а вход - к выходампервого порогового элемента 16 и одновибратора 19, вход которого подключен к выходу второго пороговогоэлемента 17, выходы контура 1 непрерывного регулирования и контура 7импульсного регулирования объеди нены и подключены к нагрузке 20.Транзистор ключа 18 должен быть включен по схеме с открытым коллектором.В качестве пороговых элементов 16и 17 может быть использован триггерШмитта. На выходе одновибратора 19должен быть включен транзистор с открытым коллектором Пепи питанияпороговых элементов 16 и 17, а такжеодновибратора 19 не показаны Питание укаэанных узлов может осуществиться от источника 14 с необходимой стабилизацией напряжения или ототдельного источника питания,Стабилизатор работает следующимобразом.При малых токах нагрузки стабилизация выходного напряжения осуществляется контуром 1 непрерывного регулирования с высокой точностью.При этом падение напряжения на датчике 13 тока недостаточно для включения (срабатывания) порогового элемента 16. Управляющее напряжение спорогового элемента 16 удерживаетключ 18 в закрытом состоянии. Регулирующий элемент 8 контура 7 импульсного регулирования закрыт. Ток отисточника 14 через датчик. 15 токачерез регулирующий элемент 8 и дрос- .сель 10 контура 7 импульсного регулирования в нагрузку 20 не протекает, Напряжение на датчике 15 токаотсутствует, пороговый элемент 17выключен 0 дновибратор 19 находитсяв ждущем режиме. При этом выходнойтранзистор одновибратора 19 закрыти не шунтирует вход управления ключа 18 и,соответственно, не изменяетего состоянияПри увеличении тока нагрузки 20растет падение напряжения на датчике 13 тока и на определенном уровнеприводит к срабатыванию пороговогоэлемента 16. На выходе пороговогоэлемента 16 появляется управляющеенапряжение, которое открывает ключ18, Ключ 18 открывает регулирующийэлемент 8, ток от источника 14, протекая через. датчик 15 тока, регулирующий элемент 8, дроссепь 10в нагрузку 20, начинает линейно нарастать,Вследствие перераспределения токов,ток контура 1 непрерывного регулирования уменьшается, что приводит куменьшению падения напряжения надатчике 13 тока, возвращению в исходное состояние порогового элемента 16,закрыванию ключа 18 и соответственнорегулирующего элемента 8Энергия,накопленная в дросселе 10, разряжается через диод 12 на нагрузку 20.Ток контура 1 непрерывного регулирования снова увеличивается, что приводит к повторному срабатыванию порогового элемента 16, и далее процессповторяется.Таким образом, стабилизация напряжения на нагрузке 20 обеспечиваетсяконтуром 1 непрерывного регулирова"ния, а управление контуром 7 импульсного регулирования производится всоответствии с законом изменения тока нагрузки так, что при большемтоке нагрузки 20 регулирующий элемент 8 открывается на более длитель1617423 6регулирующий элемент 8, Ток от источника 14, через датчик 15 тока, регулирующий элемент 8 и дроссель 10 вновь поступает в нагрузку.5 10 15 Формула изобретения напряжения. ь С, Ситкоидык Корректор Л. Пилипенко Заказ 4118 Тираж 653 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 5ное время и чаще, а при меньшем токе - на более короткое время и режеПри номинальной нагрузке падениенапряжения на датчике 15 тока неприводит к срабатыванию пороговогоэлемента 17, При перегрузке по токуувеличение падения напряжения на датчике 15 тока приводит к срабатываниюпорогового элемента 17, На выходе порогового элемента 17 появляется управляющее напряжение, которое поступает на одновибратор 19 и запускаетего. Выходной транзистор одновибратора 19 открывается и шунтирует входключа 18, который закрь 1 вается, что приводит к закрыванию регулирующего элемента 8, прекращению тока через датчик. 15 тока, вследствие чего пороговый элемент 17 выключается, 0 днако ключ 18 остается закрытым, так как его вход шунтируется открытымтранзистором одновибратора 19 на время, определяемое длительностью импульса одновибратора, Длительность импульса, формируемая одновибрато ром 19, постоянна и должна быть достаточной для спада тока, протекающего через дроссель 10 до нуля, При этом она должна быть не больше периода коммутации (преобразования) контура 7 импульсного регулирования при максимальной нагрузке 20. Это приводит к тому, что среднее значение тока в нагрузке 20 от контура 7 импульсного регулирования уменьшается. Ток в контуре 1 непрерывного регулирования при перегрузке возрастает до величины определяемой датчиком 3 тока контура 1 непрерывного регулирования, Характеристика токовой защиты контура 1 непрерывного регулирования обеспечивает ограничение его тока на заданном уровне тока срабатывания порогового элемента 16 и выбирается такой, чтобы пороговый элемент 16 при токовой перегрузке быпвключен.По окончании действия импульса одновибратора 19 управляющее напряжение с порогового элемента 16 снова открывает ключ 18, который открываетСоставителРедактор Л. Пчолинская Техред М Д 20 25 30 35 40 45 50 Таким образом, обеспечивается эффективная защита по току стабилизатора при переходных процессах, в том числе и в момент подачи на вход стабипизатора питакнцего напряжения, а также самостоятельный выход стабили" затора на режим после снятия перегрузки, Кроме того, повьппается надежность устройства,Непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения с защитой по току, содержащий два контура регулирования: непрерывный и импульсный, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные датчик тока и регулирующий элемент, а также пороговый элемент, вход которого подключен к выходу датчика тока, причем выходные выводы обоих контуров подсоединены с выводам для подключения нагрузки, о т л и ч з ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем повьппения эффективности защиты от перегрузок го току и уменьшсния времени восстановления работы после снятия перегрузки, а также упрощения схемы, в контуре импульсного регулирования узел управления выполнен на одновибраторе и ключе, при этом вход одновибратора подключен к выходу порогового элемента своего контура, а выход - к управляющему входу ключа, выходом соединенного с управляющим входом регулирующего элемента своего контура, и к выходу порогового элемента контура непрерывного регулирования, кроме того, упомянутые последовательные цепи из датчика тока и регулирующего элемента свободным выходом датчика тока подсоединены к выводу для подключения источника питающего