Стабилизированый источник электропитания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 7 9) ( ) 5 Н 02 М 7/ ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКР ЫТИ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ нститут(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.Известны источники питания на базе стабилизирующих преобразователей, со; держащие силовые управляемые ключи, трансформатор с выпрямителем и фильтром, причем дроссель фильтра включен последовательно в цепи постоянного тока.Недостатком устройств являются увеличенные габариты фильтра, поскольку дроссель подмагничивает:я постоянным током.Известен двухтактный стабилизирующий конвертор, где указанный дроссель включен в цепь переменного тока, а регулирование выходного напряжения осуществляется ограничением амплитуды ка дросселя на заданном уровне.Недостатком данного источника питания является невозможность его работы при холостом ходе нагрузки, так как и в этом случае частота преобразования конвертора бесконечно возрастает.(57) Изобретение используется для преобразования постоянного напряжения в постоянное в источниках вторичного электропитания. Сущность изобретения: регулирование выходного напряжения путем изменения длительности управляющих импульсов от нуля до максимума при постоянной длительности паузы между ними, что позволяет стабилизировать выходное напряжение в диапазоне нагрузок от максимальной до полного холостого хода. 1 з.п.ф-лы, 3 ил,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации выходного напряжения вплоть до нулевого тока нагрузки.Поставленная цель достигается тем, что в источник электропитания, содержащий регулируемый конвертор, формирователь управляющего напряжения, первое пороговое устройство и источник опорного напряжения введены усилитель рассогласования. связанный через параллельно соединенные источник тока, времязадающий конденсатор и разрядный ключ с входом первого порогового устройства, выход которого через ждущий мультивибратор, РСО-цепочку и второе пороговое устройство связан с формирователем управляющего напряжения.На фиг, 1 представлена схема источника питания; на фиг. 2 - вариант исполнения части модулятора и зависимость тока от выходного напряжения конвертора; на фиг, 3 - временные диаграммы работы схемы,Стабилизирующий источник электропитания содержит регулируемый конвертор 1,транзисторы которого через формирователь 2 управляющего напряжения и первое пороговое устройство 3 связаны с источником 4 опорного напряжения, выход которого связан с первым входом, а выход конвертора 1 - с вторым входом усилителя 5 рассогласования, выход которого соединен с управляющим входом источника 6 тока, связанного с времязадающим конденсатором 7, разрядным ключом 8 и последовательно соединенным вторым пороговым устройством 9, одновибратором 10 и РСО-цепочкой 11. Элементы схемы 8, 9 и 10 могут быть выполнены на РЯ-триггере 12, диодах 13 и 14, конденсаторе 15, резисторе 16 и инверторе 17.Стабилизирующий источник электропитания работает следующим образом.В зависимости от выходного напряже- НИЯ КОНВЕРтОРа Он 1 тОК ЗаРЯДа 6 ВРЕМЯЗадающего конденсатора 7 изменяется в пределах, указанных на фиг. 2. Если стабилизируемое напряжение меньше, чем опорное (выход узла 4), то ток заряда конденсатора 7 (выходной ток управляемого источника 6 тока) имеет минимальное значение, а длительность заряда конденсатора 7 до напряжения срабатывания порогового устройства 9 будет наибольшей (фиг. З,а). После срабатывания порогового устройства 9 запускается одновибратор 10. В течение длительности импульса одновибратора т 1 о осуществляется сброс напряжения на конденсаторе 7 посредством ключа 8 и заряд конденсатора РСО-цепочки 11, После окончания импульса одновибратора 10 начинается заряд конденсатора 7 от источника 6 тока и разряд конденсатора цепочки 11, что позволяет сформировать на выходе порогового устройства 3 импульс фиксированной длительности 111 передний фронт которого совпадает с импульсом одновибратора 10, а задний задержан на фиксированный интервал времени (т 11-т 10), в течение которого вновь заряжается конденсатор 7, причем силовые транзисторы конвертора 1 на интервале 111 закрыты.Длительности интервалов накопления и передачи энергии в дросселе конвертора 1 определяются соотношениями1+М 1 - Мтн 4 т и тпгде М = Он/КтрЕ - относительное напряжение на нагрузке;1 - частота преобразования конвертора.До тех пор, пока длительность интервала передачи энергии тп будет больше фиксированной паузы 111, имеет место процесс непрерывной передачи энергии в конденсатор фильтра Сн. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Уменьшение тока нагрузки будет отрабатываться увеличением частоты (ростомтОКа В И УМЕНЬШЕНИЕМ В) И ПРИ т 11 = тпнаступит граничный режим, где мощностьнагрузки определится соотношениемт 11Р =Р =Рт 11т пмаксгде 1 о - минимальная частота преобразователя, соответствующая току мин на фиг. 2.Дальнейшее уменьшение тока нагрузкиприведет к появлению интервалов времени,в течение которых ток дросселя будет равеннулю, причем относительная длительностьэтих интервалов будет расти и максимальная частота импульсов на выходе одновибратора 10 в пределе составитЙ 11, при этомдлительность открытого состояния силовыхтранзисторов будет равна нулю, что соответствует режиму полного холостого ходанагрузки, Минимальное время заряда конденсатора 7 определится как 111 - т 1 о, причемотношение1 11 1 10макст 9 максминбез каких-либо осложнений реализуется напрактике и обеспечивает стабилизацию выходного напряжения источника питаниявплоть до полного холостого хода нагрузкив ограниченном диапазоне изменения частоты управляющих импульсов,На временных диаграммах фиг. 3 представлены три режима работы, соответствующие:а) максимальной мощности нагрузкиРн = Рп,б) Рн =0,45 РвРгр =0,6 Рв,в) Рн = 0,05 РвРгрпри этом источник питания имеет следующие параметры: 1 о = 20 кГц тнмакс = 20 мкс,1 пмакс = 5 мкс, 111 = 3 мкс, М = 0,6, 1 макс = 166кГц,04 нк.зТаким образом, предлагаемое техническое решение позволяет расширить функциональные возможности устройства путемобеспечения стабилизации выходного напряжения при изменении мощности нагрузки от нуля, т.е, режима полного холостогохода, до максимума в ограниченном диапазоне изменения частоты преобразования,Формула изобретен ия1, Стабилизированный источник электропитания, содержащий регулируемый конвертор,. силовые транзисторы которогочерез формирователь управляющего напряжения и первое пороговое устройствосвязаны с источником опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации выходного напряжения вплоть до полного холостого хода нагрузки, в него ведены усилитель рассогласования, управляемый источник тока, времязадающий конденсатор, разрядный ключ, одновибратор. ВСО- цепочку, состоящую из включенных последовательно конденсатора и резистора с параллельным ему диодом, и второе пороговое устройство, причем один вход усилителя рассогласования связан с выходом конвертора, другой - с источником опорного напряжения, а выход - с управляющим входом источника тока, включенным параллельно с времязадающим конденсатором и разрядным ключом, соединенными с входом первого порогового устройства, выход которого через одновибратор связан с управляющим входом разрядного ключа и входом ВСО-цепочки, выход которой через 5 второе пороговое устройство соединен сформирователем управляющего напряжения.2. Источник по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что пороговое устройство, одновиб ратор и разрядный ключ выполнены на ВЯтриггере, причем 0-выход триггера соединен с 8-входом через инвертор и параллельные диод и резистор, кроме того, к В-входу подключен второй конденсатор, а 15 0-выход связан с ЯСО-цепочкой.игЗ орректор М,Максимишине Н,Химцу изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аз 1183ВНИИПИ гторф -г Составитель А.Басехред М.Моргентал Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5