Источник вторичного электропитания

СОКОВ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 177 О 956 51)5 Ь 05 Р 1/573 К АВ ктротехнипри разра- торичного ние надежнкциональэлект опиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1661739, кл. 6 В 05 Е 1/573, 1989.(54) ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(57) Использование: источники вторичногоэлектропитания радиоэлектронной аппаратуры, Сущность изобретения: устройствопредставляет собой импульсный источникнапряжения постоянного тока, осуществляющий передачу энергии в нагрузку во время Изобретение относится к элке и может быть использованоботке импульсных источниковэлектропитания (ИВЭП).Цель изобретения - повышности в работе ИВЭП,На чертеже представлена фуная схема источника вторичног о ртания,Источник вторичного электропитаниясодержит силовой транзисторный ключ 1 спропорциональным токовым управлением,включенный между первым входным выводом 2 и первым выводом первичной обмоткисилового трансформатора 3, второй выводкоторого соединен со вторым входным выводом 4, силовой выпрямитель 5, включенный между вторичной обмоткой силового открытого состояния силового транзисторного ключа, характеризующегося пропорциональным токовым управлением. В источнике обеспечивается защита от перегрузки по току и короткого замыкания без практического снижения КПД, Отличительная особенность данноготехнического решения проявляется в том, что недостаточной величине напряжения питающей сети, при которой отсутсгвует надежное управление силовым транзисторным ключом, а именно его запирание, запрещается формирование отпирающих импульсов, Это предопределяет г овышенную эксплуатациочную надежность силового транзисторного ключа и всего устройства в целом во время переходных процессов - при медленном нарастании или спаде питающего напряжения, а также при его глубоких провалах. 1 ил. трансформатора 3 и входом выходного фильтра б, выходом подключенного к выходным выводам 7,8, которые через р.зистивный делитель напряжения 9 подключены к усилителю сигнала рассогласования с опорным элементом 10, широтно-импульсный модулятор 11, выход которого соединен с управляющим входом первого транзисторного ключа 12, включенного последовательно с динамической токозадающей цепью 13 между вторым входным выводом 4 и управляющим входом силового транзисторного ключа 1, второй транзисторный ключ 14, включенный между управляющим входом силового транзисторного ключа 1 и первым входным выводом 2. нелинейный элемент задержки 15, третий транзисторный ключ 16 и блок запрета 17, включенный между выхо 3 1770956дом широтно-импульсного модулятора 11 и управляющим входом второго транзисторчого ключа 14, при этом нелинейный элемент задержки 15 включен между общим выводом силового транзисторного ключа 1 и первичной обмотки силового трансформатора 3 и управляющим входом третьего транзисторного ключа 16, вкяюченного между управляющим входом блока запрета 17 и первым входным выводом. Аналоговый элемент ИЛИ 18, выход которого подключен к аналоговому входу широтно-импульсного модулятора 11, а входы подключены к выходу усилителя сигнала рассогласования с опорным элементом 10 и коллектору транзистора 19, проводимость которого идентична проводимости силового ключа 1, База транзистора 19 соединена через буферный резистор 20 с первым выводом резистивного датчика 21, а эмиттер подключен к второму выводу резистивного датчика 21, который включен последовательно со вторичной обмоткой токового трансформатора, причем первый вывод датчика тока 21 соединен с первым входным выводом 2, Последовательно соединенные резистор смещения 22, первый токозадающий резистор 23 и стабипитрон 24 и включенные между первым и вторым входными выводами 2 и 4. Последовательно соединенные второй токозадающий резистор 25 и четвертый ключ 26 и включенные между выходом широтно-импульсного модулятора 11 и вторым входным выводом 4, Четвертый ключ 26 выполнен на паре комплементарных транзисторов 27, 28, база каждого из которых через резистор 29 30) соединена с коллектором транзистора противоположного типа проводимости, причем переход база-эмиттер первого транзистора 27 комплементарной пары является входом управления четвеотого ключа 26 и подключен к резистору смещения 22, а коллектор и эмиттер второго транзистора 28 комплементарной пары являются выводами четвертого ключа 26, при этом выход широтно-импульсного модулятора 11 выполнен в виде транзисторного ключа с открытым коллектором.Источник вторичного электропитания работает следующим образом,При наличии на входных выводах 2, 4 ИВЭП напряжения питающей сети, превышающего заданный минимальный допуск, определяемый величиной порога стабилитрона 24 и соотношением сопротивлений токозадающего резистора 23 и резистора смещения 22, через последовательно соединенные стабилитрон 24 и первый токозадащий резистор 23 протекает ток величины, при которой на резисторе смещения 22 име 5 10 15 20 25 35 д 0 45 50 55 ет место падения напряжения, достаточное для отпирания перехода база-эмиттер пер вого транзистора 27 четвертого кл;оча 26 При этом четвертый клоч 26 находится в отпертом состоя нил, Действительно коллекторный ток транзистора 27, явля ощиися базовым током транзистора 28, усилваг гся последним, Через резистор 29 осуществляется положительная обратная связь. и к хлплементарные транзисторы 27 и 28 находятся в насыщенном состоянии, Резистор 30 служит для ограничения коллектор- ного тока транзис-ора 27. При этом открытый коллекторный выход широтно-импульсного модулятора 11 подкл,ачен чепез токозадающий резистор 25 к второму входному выводу 4.Усилитель сигнала рассогласования 10 сравнивает через резистиьный делитель 9 напряжение на выходных выводах 7, 8 ИВЭП относительно внутоеннего опорного напряжения и вырабатывае напряжен: е, пропорциональное их разностл, которое через аналоговый элемент ИЛИ 18 поступает на аналоговый вход широтна-импульсного модулятора 11. Открытый коллекторный выход широтно-имгульсного модулятора 1, управляет первым транзистсрныом кч гном 12 непосредственно, а вторым тоанзистгрным ключом 14ерез блок запрета ,7,При насыщенном выходном клоче ч,- ротно-импульсного модулятора 11 первь;й и второй транзисторные клю 12. 1 1 закр-.- ты. Силовой транзисторньЙ ключ 1 Гакже закрыт, Напряжение на входе нелинейного элемента задержки 15 равно напряжени о на втором входном выводе 4, поэтому третий транзисторный ключ 16 находится в открытом состоянии и удеок вает блок запрета 17 запертым.При появленли широтно-модулирсванного импульса выходной транзлсторный ключ с открытым коллектором широтна-и;- пульсного модулятора 11 запирается. псрвый транзисторный ключ 12 откргявается током, задаваемым в базу резистором 25, и на управляющий вход силового транзисторного ключа с пропорциональным токовым управлением 1 поступает импульс тока. величина которого определяется ди тамлческой токозадающей це и ь ю 13,При этом диод 0 исключаег шунтиоование перехода база-эмиттер силового транзистора вторичной обмоткой токового трансформатора в момент поступленля отпирающего импульса тока. Силовой транзисторный ключ 1 открывается до насыщения вследствие положительной обратной связи через токовый трансформатор и удерживается в таком состоянии в те-ение действия10 15 20 2 5 30 35 40 45 50 55 и 1 ПУЛЬСБ С БЫХОДЭ 1 БИРОТНО ИМПУЛЬСНОГО .о 1,уляторз 1.Пйи этОм чэпоя;кение нд Гыхаде неи ей:аго злементэ зэдержки 15 уменьшэется скэч;014 дз уля тна; льна пепзОГО Входного Вывода 2. Конденсатор ЯС-цепи РЭЗРЯжЭ 1 ЗТГЯ СИОБУМ ТРЭНЗИС ГарНЫМ КЛЮ- ои 1 через Б.нтилшунтирующлй резистор РС-цепи, Нэпря)ение нэ упрэв 1 яю.цеи входа третьего транзисторного кл очэ 16 стэновится рэвным нулю, и третий трэнзисторный ключ 16 закрывается. При зтам блОк зэГретэ 1 / акэзыВэетсЯ пОДГатов.енным ДГ 11 Ппапускэния чеоез себя сиГнэ" , э атг лр.: ю 11 ега вторЙ трэчзистоаный кл;ач 1Пр; часьщении силозого транзисторного клю: э 1 нэпаяжение кежду входными Бь Балэми 2, 4 приклэдь:Бэе:ся к первичнОЙ Г 0 м а т к Б с и л 0 ь 00 р эс . О р 14 э з О р э 3, Л мпульс Ое:1 лпая).01 ие Втор" 1 нОЙ ОбмОтки Л,.СБОГГ. Тро,арЭтара 3 ПрвабааэуЕтая Б Н ПРЯ)ЕЕНИС ПОС ОЯ ННОГО ТГ 1 Э С ПОМОЩЬЮ сила БОГО Бь Г 11 рямлталя 0 и БьХОднОГО фильтрэ 6. 1 ок Б; ас Гг 1 ОЙ Оаматки тОкОВОГО тсл СфОР;ЭТСРЭ ПРатЕКЭт ВРЕЗ РЕЗИСТИБн: .: дэт ик, ;,;. 21, В кэ ,естве порога ограниченн,я ,;101 льзуеся переход бэзэ" 014 итср трэ;1 зисГОрэ 1 Пги дОстижении нэГ 1 рлжРни" нэ сезист 1 внам тОкОВОм дэтчике 21 паба, ОО 1,; ВРГич 1 Ны рэвнал Чэтряжению 0 пи рэ 1 ия перРхадэ бэзэ-з 14 иттер, трэнзисгор 10 отп рается и через англогоБь Й эл 01,ент 4,гИ 18 ваздсйствует на анало- ГОБЬЙ ВХОД ШИООТНО ИМПУЛЬСНОГО модуляторе 11. При этом дллтельность широтно-Одулиравэнньх имгульсав уменьшэется настолько, чтобь падение 1 Бпряжения нэ оезистивном датчике тока 21 было не больше порога ограничения. При Э 1014 ТОК ЧЕООЗ СИЛОВОЙ ТОЭНЗИСТОРНЫ 1 Л КЛЮЧ 1 Окэзы Вэется агрэ ничен н Ы 14 нэ зэдэн нам р Бне. БуферЫЙ резистор 20 служит для зэь 1 иТь Гер хода бэза-эмлттер транзисторэ 119 ат герегрузки Г 10 таку.При аон внии широтно-модулированного импульсэ гыходной транзисторный ключ с открытым коллектором широтно-импульсного модулятора 11 насыщается, При этом Второй транзисторный ключ 14 открыБэется. э первый транзлсторныл ключ 12 ЗЭКОЬ 1 БЭЕТСЯ, УПРЭБЛЯ 1 СГЦИЙ ВХОД СЛЛОБОГО транзисторного ключа с пропорционэльным таовы, управлением 1 зэмыкается через открытый втоаой трэнзисторньй ключ 14 нэ первый входной вывод 2, Происходит зэплрэние гилового транзисторного ключа 1. При запирании силового транзисторного ключа 1 напряжение нэ входе неллнейного элемента зэдержки 15 изменяется от нуля до уаовня, котарн 1 Бын.е 11 Б 11 я,1, .;., п 1, югце 11 сети нэ Величину нэ.-,р -ен . р;з;"1- ничивэния силово а Грэь с;1 армлтора 3. Третий трэнзисторныи клкзч 16 т:.рывэется с зацерж:ОЙ ссаитльна здпирэ 14 я сила Бого трэнзистсрного кл 1 ачэ 1 Вели Ннэ ЗБ- де рж ки оп редел я ется ВС-цепью нелинейного элемента 15. Г 1 ри атк.ывэ 11 ии третьего трэнзлсторного клю:г 16 происходит запирэние блока запрета 17. При зтом прекращается поступление отпира 101 цега напряжения с выхода блока запрета 17 нэ вход управления второго траэстопого ключа 14. Второй трэнзисторныи клкч 14 зэкрывэется, Таким абрао 4, после зэпирэния силового трэнзисторного Глюча 1 ВтарОЙ трэнзистааныЙ ключ 14 перРВодится В ЗЭКОЬТОЕ СОСТОЯНИЕ,При очередном появлеии импульса на выходе широтно-импульсого модулятора 11 второй транзисторный ключ 14, нэходясь в зэкоытом состоянии, нмешэезрацессу отпирэния силового трэнз 1 старОга ключэ 1 При уменьшРнии нэпряжения питающей сети ниже минимально допчсти 1 Ой еличины, определяе 1 юй попогом стэбилизэции стэбиллтранэ 24 и соотношением сап ротлнлений токозадэющего резистора 23 и резистора сме,цения 22, пэдение напряжения нэ резисторе смещения 22 буде недостаточным для отпирания переходэ база-эмиттер первого транзистора 27 четвертого клОчэ 26, При этом четвер 1 ыи ключ 26 закрывается, Действлтельно, калекторный ток трэнзистора 27, являющийся базовым током транзистора 28, стэчовится равным нулю, и поэтому транзистор 28 тэкже будет заперт. При этом токозадающий резистор 25 оказывается изолировэнным от второго входного вывода 4 запертым ключом 26, что приводит к зэпиранию первого транзистора ключа 12 и отпиранию Второго транзисторного ключа 14, э следовательно, и к запиранию силового транзисторного ключа 1 независимо от состояния ширатноимпульсного модулятора В результате в предлагаемом ИВЭП при недостаточной величине напряжения питающей сети, при которой не обеспечивается надежное управление силовым транзисторным ключом 1, в частности его зэгирэние, запрещается формирование и 14 пульсов, атпирающих силовой транзисторный ключ 1, Таким образом обеспечивается повышение надежности работы силового транзисторного ключа 1 во время переходных процессов, а именно при медленном нэрэстэнии или спаде питающего напряжения. э тэкже при.оставитель В,Павло Техред М.Моргентал едактор 1,Ивано Корректор Н,Бучок аказ 3743 ВНИИП Тираж Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ии ГКНТ ССС издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. 10 роиз водстве глубоких провалах входного питающего напряжения,Формула изобретенияИсточник вторичного электропитания 5 по авт,св, М 1661739. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, между первым и вторым выводами для подключения первичного источника питания введены последовательно соединен О ные резистор смещения, первый токоэадающий резистор и стабилитрон. а между выходным потенциальным выводом широтно-импульсного модулятора, выполненного по схеме с открытым коллектором, 15 и вторым выводом для подключения первичного источника питания - . последовательно соединенные второй токозадающий резистор и четвертый ключ, выполненный на паре комплементарных транзисторов, база каждого иэ которых через соответствующий резистор связи соединена с коллектором транзистора противоположного типа проводимости, причем переход база-змиттер первого транзистора камплементарной пары. являющийся входом управления ключа, подключен к выводам резистора смещения, а коллектор и эмиттер второго транзистора использованы в качестве коммутируемых выводов ключа,