Источник вторичного электропитания

1 1 ОБРЕТЕН ПИСАН СВИ ТЕЛЬСТВ ВТОРС носится к электрок вторичным исания. Цель изобу. Длиретения ОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Проблемы миниатюризации и унификации ВИПРЭА. Материалы семинара, РОТО ИДНТП, 1978, с.,149, рис.Авторское свидетельство СССР У 1023311, кл, С 05 Р 1/64, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1117612, кл. С 05 Р 1/56, 1983. (54) ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(57) Изобретение отаю технике, а именноточникам электролит вышение надежности путем мгновенной защиты от перегрузки, При мгновенном коротком замыкании на выходе импульсного преобразователя на датчике тока 2 образуется перепад напряжения, величина которого превышает напряжение порогового источника 13. При этом на выходе компаратора 9 формируется скачок напряжения с крутым фронтом, который запускает одно-. вибратор (Од) 10, формирующий импульс заданной длительности, и передний Фронт импульса совпадает с фронтом скачка напряжения компаратора 9Блок запрета 8 во время действия импульса Од 10 запрещает поступление широтно- модулированных юшульсов на вход управления импульсного преобразователя (ИП) 1. Этим достигается безынерционное запираиие силовых ключей ИПпо сигналу перегрузки но Фок125 тельность импульса Од 10 выбирается достаточно большой, чтобы в течение этого импульса выходноц ток ИП 1 уменьшился практически до нуля. Одновременно импульс Од 10 поступает на управляющий вход обнуляющего ключа 11, который разряжает емкостный накопитель 1 ЕН) 12. Низкий уровень напряжения разряженного ЕН 12 через блоки выбора режимов 7 и 4 поступает на вход широтно-импульсного модулятора (ЙИМ) 5. При этом под действием низкого напряжения ЕН 2 блоки выбора режимов 7 и 4 запирают соответственно выход усилителя 6 сигнала перегруз 2876ки по току и выход усилителя 3 сигнала нестабильности выходного напряжения. Импульсы ШИИ 5 уменьшаются донуля при разряженном ЕН 2. После окончании импульса Од 1 О блок запрета 8 отпирается, обнуляющий ключ11 запирается и напряжение на ЕН 12 начинает плавно увеличиваться засчет заряда его током элемента 14.Введение блока вь:бора режима 7, обнуляющего ключа 1, ЕН 1.2,зарядногоэлемента 14 обеспечивает увеличение мощности ИП 1 за счет уменьшения требуемого запаса по току. 1 нл.1Изобретение относится к электро. - технике, в частности к стабилизированным импульсным источникам вторичного электропитания.На чертеже приведена функциональ ная схема источника вторичного электропитания.1Источник содержит регулируемый импульсный преобразователь 1 напря 10 жения с датчиком 2 выходного тока, выход импульсного преобразователя 1 напряжения через усилитель 3 сигна" ла нестабильности выходного напряжения соединен с первым входом блока 415 выбора режима, выход которого соеди. нен с входом широтно-импульсного модулятора 5, усилитель 6 сигнала перегрузки по току, вход которого соединен с выходом датчика 2 тока, аЮ выход подключен к первому входу дополнительного блока 7 выбора режима, выход которого соединен со вторым входом блока 4 выбора режима, блок 8 запрета включен между выходом широтно"импульсного модулятора 5 и управляющим входом регулируемого импульсного преобразователя 1 напряжения, последовательно соединенные компаратор 9, одновибратор 10, обнуляющий ключ 11 и емкостной накопитель 12, подключенный к второму входу дополнительного блока 7 выбора режима. Источник порогового напряжения 13 соединен с первым входом компаратора 9, второй вход которо го подключен к выходу датчика 2 тока, Зарядный элемент 14 соединен с емкостным накопителем 12, Выход одновибратора 1 О соединен с управляющим входом блока 8 запрета.Источник питания работает следующим образом. Напряжение на выходе импульсного преобразователя 1 и на выходе датчика 2 тока анализируется соответственно усилителем сигнала нестабильного выходного напряжения 3 и усилителем 6 сигнала перегрузки по току.1Если в установившемся режиме величина выходного тока преобразователяменьше предельно допустимого значения, то напряжение на выходе усилителя сигнала нестабильности выходного напряжения 3 меньше, чем напряжение, поступающее от дополнительного блока 7 выбора режима. При этом блок 4 выбора режима, реализация которого, в частности, может быть в виде вентиля, обеспечивает управление широтно-импульсным модулятором 5 от усилителя 3 сигнала нестабильности выходного напряжения. Широтно-импульс ный модулятор 5 вырабатывает импульс такой длительности, которая необходима для стабилизации выходного напряжения преобразователя 1, Управление преобразователем 1 производится широтно-модулированными импульсами через блок 8 запрета, который в этом3 25режиме работы находится в отпертомсостоянии,Если величина выходного тока преобразователя 1 достигает предельнодопустимого значения, то напряжение,поступающее от дополнительного блока7 выбора режима, оказывается меньше,чем напряжение на выходе усилителя3 нестабильности выходного напряжения. При этом блок 4 выбора режимаобеспечивает управление широтноимпульсным модулятором 5 от усилителя 6 сигнала перегрузки по току через дополнительный блок 7 выбора режима. При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки преобразователя широтно-импульсный модулятор 5 вырабатывает импульсы такой длительности, которая необхоДима для ограничения (стабилизации) на предельнодопустимом уровне выходного тока преобразователя 1, При этом на выходепреобразователянапряжение будетуменьшаться, а величина тока будетсохраняться на предельно допустимомуровне. В этом режиме работы преобразователя блок 3 запрета также находится в отпертом состоянии.При мгновенном коротком замыкании на выходе преобразователя на датчи- ке 2 тока образуется перепад напряжения, величина которого превышает напряжение порогового источника 13. При этом на выходе компаратора 9 формируется скачок напряжения с крутым фронтом, который запускает одно- вибратор 10. Последний формирует импульс заданной длительности, передний фронт которого совпадает с фронтом скачка напряжения комнаратора 9. Блок 8 запрета во время действия импульса одновибратора 10 запрещает поступление широтно-модулированных импульсов на вход управления регулируемого импульсного преобразователя 1, В результате достигается безынерционное запирание силовых ключей регулируемого импульсного преобразователя 1 по сигналу перегрузки по току, Длительность импульса одновибратора 1 О выбирается достаточно большой, чтобы в течение этого импульса выходной ток преобразователя уменьшился практически до нуля. Одновременно импульс одновибратора 10 поступает на управляющий вход обнуляющего ключа 11, который разряжает емкостной накопитель 12.2876 50 5 0 5 20 25 30 35 40 45 Низкий уровень напряжения разряженного емкостного накопителя 2 через дополнительный. блок 7 выбора режима и блок 4 выбора режима поступает на вход широтно-импульсного модулятора 5, При этом под действием низкого напряжения емкостного накопителя 12 блоки 7 и 4 выбора режимов запирают соответственно выход усилителя 6 сигнала перегрузки по току и выход усилителя 3 сигнала нестабильности выходного напряжения, Импульсы широтно-импульсного модулятора 5 уменьшаются до нуля при разряженном емкостном накопителе 12. После окончания импульса одновибратора О блок 8 запрета отпирается, обнуляющий ключ 11 запирается, и на-. пряжение на емкостном накопителе 12 начинает плавно увеличиваться за счет заряда его током зарядного элемента 4.Если короткое замыкание на выходе преобразователя продолжает присутствовать, то после окончания импульса одновибратора 10 выходной ток ИВЭП начнет нарастать со скоростью, определяемой скоростью увеличения напряжения на емкостном накопителе 12. Скорость нарастания выходного тока ИВЭП выбирается такой величины, чтобы она могла быть отслежена ограниченным по быстродействию усилителем 6 сигнала перегрузки по току. При выполнении такого условия цепь обратной связи по току, образованная усилителем 6 сигнала перегрузки по току 6, ограничивает рост выходного тока преобразователя и стабилизирует его.на предельно допустимом уровне.Если короткое замыкание прекратится, то напряжение иа выходе ИВЭП достигает своего номинального значения со скоростью, также определяемой скоростью нарастания напряжения на емкостном накопителе 12.Таким образом, при коротком замыкании на выходе ИВЭП достигнута мгиовенная защита импульсного преобразователя 1 и плавный выход его в режим стабилизации тока. Устройство обеспечивает существенное увеличение мощности преобразователя, отдаваемой в нагрузку за счет значительного уменьшения требуемого запаса по току регулируемого импульсного преобразователя вследствиеболее надежной защиты силовых транзисторов импульсного преобразователя при коротких замыканиях на выходе. Составитель Н,ЦишевскаяТехред Л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман Редактор П.Косаей Заказ 4628/54 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, М 5.Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 5Формула изобретения Источник вторичного электропитания, содержащий регулируемый импульсный преобразователь напряжения с дат. 10 чиком выходного тока, усилитель сигнала нестабильности выходного напряжения, усилитель сигнала перегрузки по току, блок выбора режима и широтно-импульсный модулятор, соединен ный выходом с управляющим входом регулируемого импульсного преобразователя напряжения, а входом - с выходом блока выбора режима, первым входом соединенного с выходом усили теля сигнала нестабильности выходного напряжения, входом подключенного к выходному выводу, соединенному с . выходом регулируемого импульсного преобразователя напряжения, входом 25 подключенного к входному выводу, причем выход датчика тока подключен к входу усилителя сигнала перегрузки по току, о т л и ч а ю щ и й с я 1 76 бтем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения мгновенной защиты от перегрузки, он снабжен дополнительным блоком выбора режима, блоком запрета, одновибратором, компаратором, обнуляющим ключом, зарядным элементом, емкостным накопителем и источником порогового напряжения, подключенным выходом к первому входу компаратора, соединенного вторым входом с выходом датчика тока, а выходом - с входом одновибратора, выходом соединенного с управляющим вхо дом блока запрета и входом обнуляющего ключа, соединенного выходом с обнуляющим входом емкостного накопителя, подключенного зарядным входом к выходу зарядного элемента, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен с управляющим входом регулируемого импульсного преобразователя напряжения через блок запрета, а второй вход блока выбора режима соединен с выходом дополнительного блока выбора режима, первым входом соединенного с выходом усилителя сигнала перегрузки по току, а вторым входом - с выходом емкостного накопителя.