Импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) 01) эд 1 С 05 Р 1/58 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и отнРытий К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 654941, кл. С 05 Р 1/58, 1979.2 . Авторское свидетельство СССРВ 860034, кл. С 05 Р 1/58, 1983..содержащий последовательно включенные усилитель мощности, выпрямительи 1 с -Фильтр, дроссель которогоимеет вторичную обмотку с числомвитков, равным числу витков первич-ной обмотки, измерительно-усилительный узел, вход которого подключенк точке соединения первичной обмотки дросселя и конденсатора .С -Фильтра, а выход - к первому входу им+пульеного управляющего узла, выходкоторого подключен к управляющемувходу усилителя мощности, пороговыйузел, первый вход которого черезвторичную обмотку дросселя ЬС -Фильтра подключен к минусовому выходувыпрямителя, а выход - к второмувходу импульсного управляющего узла, второй вход порогового узлаподключен к точке соединения первич"ной обмотки дросселя и конденсатора.,С -Фильтра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, .что, с цепью расширенияего Функциональных возможностейпутем повышения температурной стабильности порога срабатывания защиты, в него введен резистор, подключенный между первым входом порогового узла и плюсовым выходом выпрямителя.2. Стабилизатор по п, 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что сечение вторичной обмотки дросселя выбирается из соотношения5 ЕЮЕн 1130850где Е - ток через вторичную обмотку дросселя,1 - ток нагрузки,Я - сечение первичной обмоткидросселя.Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизированным источникам электропитания.Известен импульсный стабилизатор напряжения, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий 5 элемент, к управляющему входу которого подключен выход импульсного управляющего узла, входом соединенного с измерительно-усилительным узлом, датчик напряжения, пропорционального току нагрузки, и пороговое устройство, входы которого подключены к выводам датчика, а выход соединен с входом управляющего узла 13,Недостатком такого устройства является то, что в нем в качестве датчика напряжения, пропорционального току нагрузки, применен резистор, включенный последовательно с дросселем в силовую цепь стабилизатора. 2 ОМощность, рассеиваемая на резисторе, снижает КПД устройства, что особенно заметно при низких выходных напряжениях стабилизатора.Наиболее близким к изобретению 45 .является импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок, содержащий последовательно включенные усилитель. мощности, выпрямитель и Е: -фильтр, дроссель которого име ет вторичную обмотку с числом витков, равным числу витков первичной обмотки, иэмерительно-усилительный узел, вход которого подключен к конденсатору ЬС "фильтра, выход " З 5 к первому входу импульсного управляющего узла, выход которого подключен к управляющему входу усилителя. мощности, пороговый узел, первый вход которого через вторичную обмот ку дросселя подключен к минусовому выходу выпрямителя, а выход - к второму входу импульсного управляю-. щего узла, второй вход пороговогоэлемента к точке соединения первичной обмотки дросселя и конденсатора 1.С -фильтра 23.Недостатком известного стабилизатора является то, что используемый в качестве обмоточного провода сглаживающего дросселя медныйпровод имеет значительный температурный коэффициент сопротивления,достигающий 4-5) 10 град . Длядиапазона изменения температурыО(0-60) С погрешность порога срабатывания схемы защиты по этой причине составляет приблизительно+157, что является недопустимым.Введение дополнительных цепейтемпературной коррекции усложняетустройство и не позволяет получитьполную компенсацию погрешности вовсем диапазоне изменения температуры.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей стабилизатора путем повышения температурной стабильности порога срабатывания защиты,Поставленная цель достигаетсятем, что в импульсный стабилизаторнапряжения с защитой от перегрузок,содержащий последовательно включенные усилитель мощности, выпрямительи Е С -фильтр, дроссель которого имеет вторичную обмотку с числом витков, равным числу витков первичнойобмотки, иэмерительно-усилительныйузел, вход которого подключен к точке соединения первичной обмотки дросселя и конденсатора-фильтра, авыход - к первому входу импульсногоуправляющего узла, выход которогоподключен к управляющему входу усилителя мощности, пороговый узел, первый вход которого через вторичнуюИмпульсный стабилизатор работает следующим образом.Во включенном состоянии на вторичной обмотке дросселя 5 формирует ся переменное напряжение, равное ЭДС самоиндукции первичной обмотки, так как первичная и вторичная обмотки имеют равное число витков. Поскольку два одноименных вывода 55 обмоток соединены между собой, а напряжение на первичной обмотке может быть представлено в виде суммы 3 1 обмотку дросселя ЬС -фильтра подключен к минусовому выходу выпрямителя, а выход - к второму входу импульсного управляющего узла, второй вход порогового элемента - к точке соединения первичной обмотки дросселя и конденсатора ЬС -фильтра, введен резистор, подключенный между первым входом порогового узла и плюсовым выходом выпрямителя.Кроме того, сечение вторичной обмотки сглаживающего дросселя выбирается из соотношения18 еф 1 н где 1 - ток через вторичную обмотку сглаживающего дросселя,1 н - ток нагрузкиф- сечение первичной обмоткисглаживающего дросселя,На чертеже приведена функциональная схема импульсного стабилизатора напряжения с защитой от перегрузок.Импульсный стабилизатор напряжения содержит входные выводы 1, усилитель 2 мощности и выпрямитель 3,подсоединенный к первичной обмотке4 сглаивающего дросселя 5. второйвывод которого подключен к первомувходу порогового узла 6, к выходнымвыводам 7 и к входу измерительноусилительного узла 8. Параллельновыходным выводам установлен конденсатор 9 фильтра. Выходы пороговогоустройства и измеритепьно-управляющего узла подсоединены к входамимпульсного управляющего узла 10.выходом соединенного с управляющимвходом усилителя .мощности,Вторичная обмотка 11 сглаживающего дросселя одним выводом соединена с одноименным выводом первичнойобмотки, а вторыми - с вторым входомпорогового узла и через резистор12 с общей шиной. 130850 4ЭДС самоиндукции и напряжения на активном сопротивлении обмотки, томежду двумя другими концами и соответственно между входами пороговогоустройства 6 действует напряжение,равное напрйжению на активном сопротивлении первичной обмотки дросселя минус падение напряжения на вторичной обмотке. Указанное напряже О ние пропорционально току, протекающему через дроссель, и, следовательно, току нагрузки.Ток через вторичную обмотку 11сглаживающего дросселя задается ре эистором 12 и выбирается таким образом, чтобы падение напряжения наобмотке быпо равньм падению напряжения на первичной обмотке при максимальном токе нагрузки.20 При номинальном токе нагрузки па-.дение напряжения на вторичной обмотке сглаживающего дросселя превышаетпадение напряжения на первичной обмотке, и пороговый узел находится 25 в отключенном состоянии. При превышении током нагрузки максимальногозначения падение напряжения на первичной обмотке дросселяпревышает.падение напряжения на вторичной обмотке, и пороговый узел включается,запирая своим выходным сигналомимпульсный управляющий узел и темсамым усилитель 2 мощности.После эапирания усилителя мощнос" 35ти ток через дроссель постепенноуменьшается до величины, при которой пороговый узел возвращается висходное состояние, и усилительмощности вновь вступает в работу.40При последующем возрастании токанагрузки до максимального значенияпороговый узел вновь срабатывает.Процесс повторяется периодическидо тех пор, пока проводимость наг руэки не уменьшится до Величиныуобеспечивающей допустимое значениевыходного тока устройства.Таким образом, при любой проводимости нагрузки выходной ток стаби"лизатора не превышает заданного допустимого значения.Проведем далее математическийанализ параметров схемы эащнтй.Падения напряжения на обмоткахсглаживающего дросселя соответственно равны1130850 6входах, равной нулюнамотка обмоток дросселя осуществлена в два провода, т.е. 1 , и учитывая, что в момент срабатывания защиты Ц = П получают ЬЕ те,ГСоставитель Е. Калинкин Техред И.Асталош Корректор 0 Билак Редактор Р. Цицнка Заказ 9 б 10/35 Тираж 841 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ФвФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где П - падение напряжения на перФвичной обмотке дросселя,0 - падение напряжения на вторичной обмотке дросселя ф1 н - ток нагрузки- ток через вторичную .обмотку дросселя,- длина провода первичной обмотки дросселя,3 - длина провода вторичнойобмотки дросселя,8 - сечение первичной обмоткидросселя;Х - сечение вторичной обмоткидросселя;Я - удельное сопротивление провода обмотки,Допуская, .что входной ток порогового узла приблизительно равен нулю,срабатывание порогового узла происходит при разности потенциалов на 3.: (1)5 у 5.Из соотношения (1) следует, что все температурные и временные нестабильности параметров обмоток дросселя при этом из рассмотрения исключаются, т.е. обеспечивается независимость порога срабатывания защиты .от температуры,Ток через вторичную обмотку дросселя может быть выбран достаточно малым при соответствующем выборе сечений первичной и вторичной обмоток.