Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с защитой

2126 д СОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 1) ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3396061/24-07 которого соединены, соответственно, 1 (22) 18.02.82 .с выходом устройства и источником (46). 15.09.83.Бюл. 9 34 .;:эталонного напряжения,. о т л и ч а ю- (72) Н.ф.Колченов, С.А.Кузнецов ":- щ и й с я тем, что, с целью повыше- Н И Прибора В.Г,Челноков.и В.Г.Черка-. ,ния надежности путем защиты преобрасовзователя от перегрузокпо току при (53) 621.316,925,4(088.8) .первичном включении и прн повторных (56) 1. Авторское свидетельство СССРвключениях после срабатывания защи- В 479101, кл, Н 02 М 3/335, 1973..ты, дополнительно введены ждущий муль 2. Авторское свидетельство СССР " . тивибратор, первый и второй элемен- В 568124, кл. Н 02 М .3/335, 1976. ты Н, компаратор и блок формирования (54)(57) СТАБИЛИЗИРОВАНЙЫй ПРЕОБР 3 цО+ - времени выхода на режим, выполнен- ВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ,:. ный в виде транзисторного ключа, ЭАЩИТОй, содержащий .включенные после- базовая цепь которого через первый довательно между входными и выходны-.: в : резистор соединена с выходом перво" ,ми выводами усилитель мощности, вы- го элемента И, а коллекторная цепь прямитель и, фильтр, а также блок уп- . содержит включенные последовательноравления, включающий задающий гене- второй резистор и конденсатор, шунратор, формирователь пилообразного тированный третьим резистором и под- ффффф нанряжения и ШИМ-компаратор, вклю-ключенный к первому входу введенно- ф ченные последовательно, делитель час- го комнаратора, при этом выход нуль- С тоты, вход которого соединен с вы- . органа соединен со входом ждущего ходом задающего генератора, а выхо- : :мультивибратора, выход которого под- а ,ды подключены к первым входам двух " ключен к первьи входам введенных зле селекторов, вторые:входы которых сое- . -ментов И, второй, вход первого из кодинены с выходом ШИМ-комцаратора, а: торых подключен к выходу блока за- (,) выхода подключены ко входам усили-. :; .пуска, а второй вход второго элемен- у . теля мощности, узел обратной связи, .та И соединен с выходом введеннофо входы которого соединены, соответст-:компаратора, второй вход которого Я венно, с выходньааи выводами и источ-, . подключен к выходу формирователя пиником эталонного напряжения, а выход ., лообразного напряжения, а выход вто," подключен ко входу ШИМ-компаратора:",; рого элемента И соединен с третьими ;Я блок запуска и нуль-орган, входы ; входами селекторов. ФЬИзобретение относится к источникам питания Радиоэлектронной аппаратуры и может найти применение в устройствах злектропитания.автоматики, вычислительной технике и средствсвязи, 5Известны стабилизированнные преобразователи постоянного напряжения,.содержащие последОнательно включенные усилитель мощности, выходнойвыпрямитель и фильтр, а также блок Оуправления 1 1,Недостатком устройств является пониженная надежность работы транзисто"ров"усилителя мощности из-за Наличия значительйых токов при включении 15преобразователя на выпрямитель с емкостью в.фильтре, Возникающие призаряде емкости фильтра токи превышают максимально допустимые для переключающих транзисторов усилителя мощ"ности и могут вызнать выход последних из строя,Наиболее. близким к изобретению потехнической сущности является стаби"лизированный преобраэсватель напряжения, содержащий включенный после 2довательно между входными и выходными выводами усилитель мощности, выпрямитель и фильтр, а также блок управления, включающий задающий генератор, формирователь пилообразногонапряжения и ШИМ-компаратор, включенные последовательно, делитель частоты, вход которого соединен с выходомзадающего генератора, а выходы под"ключены к первым входам. двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходом ШИМ-компаратора,. а выходы подключены ко входам усилителямощности, и узел обратной связи, входы которого соединены, соответствен" 40но, с выходными выводами и источником эталонного напряжения, а выходподключенко входу ШИМ-компаратора,блок запуска и нуль-орган, входы которого соединены, соответственно, свыходом устройства и источником эта-лонного напряжения 2 .Однако н этом устройстве при наличии быстродействующей защиты в процессе включения из-эа заряда емкости в фильтре происходят отключениястабилизированного преобразователя.Отстройка защиты на ток больший токавключения делает защиту по току ма"лоэффектинной при коротких замыканиях в нагрузке, когда токи короткого замыкания н нагрузке соизмеримыс токами включения. Наличие же даженезначительной временной задержки навыключение н защите по току можетпривести к выходу переключающих транОзисторов усилителя мощности из строя.Кроме того, вторичное включениепреобразонателя после срабатываниязащиты может быть осуществлено только путем подачи запускающего импульса с выхода блока запуска, поскольку н этом случае не обеспечиваетсявосстановление работоспособности преобразонателя при самоустранении короткого замыкания в,нагрузке.Цель изобретения - повышение надежности устройства путем защиты пре.образователя от перегрузок по токупри первичном нключении и при повторных включениях после срабатываниязащиты,Поставленная цель достигается тем,что н стабилизиронаннный преобразонатель напряжения, содержащий включенные последовательно между входнымии выходными выводами усилитель мощности, выпрямитель и фильтр, а такжеблок управления, включающий задающийгенератор, формирователь пилообразного напряжения и ШИМ-компаратор, включенные последонательно, делитель частоты,вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходыподключены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходом ШИМ-компаратора, авыходы подключены ко входам усилителя мощности, узел обратной связи,входы которого соединены, соответственно, с выходными выводами и источ-ником эталонного напряжения, а выходподключен к входу ШИМ-компаратора,блок запуска и нуль-орган, входы которого соединены, соответственно, свыходом устройства и источником эталонного напряжения, дополнительно.введены ждущий мультинибратор, первый и второй элементы И, компаратори блок формирования времени выходана режим, выполненный в виде транзисторного ключа, базовая цепь которого через первый резистор соединенас выходом первого элемента И, а коллекторная цепь содержит включенныепоследовательно второй резистор иконденсатор, шунтированный третьимрезистором, и подключенный к первому входу введенного компаратора, приэтом выход нуль-органа соединен совходом ждущего мультивибратора, выход которого подкЛючен к первым вхОдам введенныхф элементов И, второйвход первого из которых подкЛючен квыходу блока запуска, а второй входвторого элемента И соединен с выходомвведенного компаратора, второй входкоторого подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения, авыход второго элемента И соединен стретьими входами селекторов.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства.Опорная частота задающего генератора 1 подается на формировательпилообразного нацряжения 2 и делительчастоты 3. Напряжение с выхода узлаобратной связи 4 подается на входШИМ-компаратора 5. Пилообразное нап"ряжение с формирователя 2 подаетсяна первый вход ШИМ-компаратора 5 исравнивается с напряжением, поданнымна,второй вход ШИМ-компаратора 5 свыхода узла обратной связи 4. Импульсы напряжения с широтной модуляцией 5с выхода ШИМ-компаратора 5 поступаютна первые входы селекторов б и 7, навторые входы которых поступают импульсы с выходов делителя частоты З.Сни-маемые с усилителя мощности 8 широт",но-модулированные импульсы преобразуются в постоянное напряжение выпрямителем 9 и фильтром 10. Напряжение с фильтра 10 поступает на на-.грузку 11 и узел обратной связи 4,;Сигнал тока нагрузки 11 поступает навход нуль-органа 12. Сигнал запускас блока запуска 13 и потенциальныйсигнал с выхода ждущего мультивибратора 14 поступают на входы первогоэлемента И 15, одновременно потенцис.альный сигнал с выхода ждущего муль- .тивибратора 14 поступает на второйвход второго элемента И. Сигнал с вы+хода первого элемента И 15 обеспечи-вает через резистор 16 включениеили выключение р-п-р транзистора 17блока Формирования времени выхода нарежим, при этом через резистор 18обеспечивается заряд конденсатора 19,плавно нарастающее напряжение с которого поступает на вход компаратора 20,.на второй вход компаратора 20 подаетюся пилообразное напряжение с выходаформирователяг;пилообразного напряжений 2, Сигнал с выхода компаратора 26 35обеспечивает через второй элемент И 21 подачу на третий вход селекторов б и 7 широтно-модулированного сигнала с уменьшающейся скваж"ностью при наличии команды на включе- Оние с блока запуска 13. Сигнал с выко-.да элемента И 15 обеспечивает включение или выкщочение транзистора 17блока формирования времени выхода на,режим 22,Стабилизированный преобразовательнапряжения работает следующим образом,При подаче напряжения питания и.отсутствие команды на включение сблока запуска 13 опорная частота задающего генератора 1 подается на формирователь пилообразного напряжения 2и делитель частоты 3. Поскольку напряжение на выходе устройства отсутствует, на вход селекторов б и 7 с ком- . 55паратора 5 и делителя частоты 3 пос-,тупают импульсы напряжения максимальной длительности с частотой задающе-го генератора, На выходе селекторовимпульсы напряжения отсутствуют из-за уналичия запрета на выходе элемента И 21. Подача сигнала на включение устрой-.ства с блока запуска 13 обеспечиваетвключение транзистора 17. и плавныйзаряд конденсатора 19 блока формирования времени выхода на режим 22.При, этом на выходе компаратора 20появляются широтно-модулированные импульсы напряжения увеличивающейсядлительностью, поступающие на входэлемента И 21, на его второй входпоступает логическая единица с выхода ждущего мультивибратора 14, Соответственно с выхода элемента И 21 натретий вход селекторов б и 7 поступают импульсы напряжения с нарастающейдлительностью, что обеспечит мягкое включение устройства при отсутствии пусковых токов заряда емкостейфильтра 10. На выходе устройства появляется напряжение, обеспечивающеенормальное функционирование цепи обратной связи 4 и стибилиэацию выходного напряжения.При появлении короткого замыканияна выходе устройства токовый сигнализменяет состояние нуль-органа 12чем обеспечивается запуск ждущеГомультивибратора 14, На выходе ждущего мультивибратора на заданное время появляется логический нуль, поступающий на вход элемента И 21 и обеегпечивающий выключение устройстваОдновременно закрывается транзис-,.тор 17 блока Формирования времени выхода на режим 22 и.обеспечиваетсяразряд конденсатора 19,Длительность выключенного состояния устройства определяется временемналичия логического нуля на выходеждущего мультивибратора. При появлении на его выходе йотенциальногосигнала происходит повторное 2 ймягкое включение устройства за счетповторного линейного нарастания напряжения на конденсаторе 19. Если короткое замыкание на выходе не устраняется, происходит повторное выключения устройства. Циклы включенияи выключения устройства определяется частотой переключения ждущегомультивибратора. Снижение частотыперключения ждущего мультивирратора14 обеспечивает уменьшение потребления от первичной сети в аварийномрежиме работы.Таким образом, нормирование времени выхода на рабочий режим обеспечивает отсутствие пусковых токовзаряда емкостей фильтров , что повышает надежность устройства, делаетзащиту по току более эффективной.Повторный запуск устройства осуществляется автоматически без дополнительной команды на включение,. приэтомпусковые токи отсутствуют,лиал.ППП фПатентф, г.ужгород, ул,Проектная,Заказ 7142/54ВНИИПИ по дел113 О 35 Тнраж 617 Подписноеосударственного комитета СССРизобретений и открытийосква, Е, Рауюская наб., д. Ф/