Источник вторичного электропитания

(51) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ С(56) Авторское свидетельство СССР 1 Ф 1252876, кл. Н 02 М 3/335, 1984.(54) ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(57) Использование: стабилизированные импульсные источники вторичного электро питания /ИВЭП/, С целью повышения надежности введены элемент ИЛИ 15, дополнительный компаратор 16, токозадающий резистор 17 и стабилитрон 18. Величина напряжения на минусовой шине питания -Е контролируется с помощью элементов 17, 18 и 16. При наличии номинальной величины напряжения на минусовой шине -Е знак напряжения на общем выводе токозадающего резистора 17 и стабилитрона 18 относительно общей шины питания усилителей 3 и 6 будет отрицательным. При этом дополнительный компаратор 16 заперт и не влияет на управляющий вход блока запрета через элемент ИЛИ 15, При пропадании или понижении до определенной величины напряжения на минусовой шине питания -Е знак напряжения на общем выводе токозадающего резистора 17 и стабилитрона 18 относительно общей шины питания усилителей 3 и 6 станет положительным. При этом дополнительный компаратор 16 вырабатывает напряжение, которое через элемент ИЛИ 15 воздействует на управляющий вход блока 8 запрета и запирает его. В результате поступление широтно-,модулированных импульсов на вход управления регулируемого импульсного преобразователя 1 прекращается, и ИВЭП выключается. 1 ил.10 20 25 30 35 40 Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным импульсным источникам вторичного электропитания ИВЭП),Наиболее близким техническим решением к изобретению является источник вторичного электропитания, недостаток которого состоит в невысокой надежности регулируемого импульсного преобразователя напряжения, проявляющейся при параллельном соединении ИВЭП в случае исчезновения напряжения на минусовой шине питания -Е усилителей в результате неисправности во вспомогательном источнике напряжения.При пропадании напряжения на минусовой шине питания -Е усилители теряют способность уменьшать длительность широтно-модулированных импульсов, В результате на выходе ИВЭП начинает расти выходной ток до величины тока короткого замыкания, при которой срабатывает защита источника от короткого замыкания, Далее источник подвергается периодической период определяется длительностью импульса одновибратора) токовой перегрузке, равносильной каждый раз мгновенному короткому замыканию на выходе ИВЭП,Аварийный режим периодического короткого замыкания для прототипа является более тяжелым, чем нормальный режим стабилизации (ограничения) выходного тока, и может приводить к выходу из строя силовых транзисторов импульсного преобразователя напряжения,Цель изобретения - повышение надежности источника вторичного электропитания.Для достижения поставленной цели в источник вторичного электропитания введены элемент ИЛИ, дополнительный компаратор и последовательно соединенные между плюсовой и минусовой шинами питания усилителей сигналов нестабильности выходного напряжения и перегрузки по току токозадающий резистор и стабилитрон, при этом управляющий вход блока запрета соединен через элемент ИЛИ с выходом одновибратора и выходом дополнительного компаратора, первый вход которого подключен к точке соединения токозадающего резистора и стабилитрона, а второй вход - к общей шине питания усилителей сигналов нестабильности выходного напряжения и перегрузки по току.На чертеже показана структурная схема источника вторичного электропитания, содержащего регулируемый импульсный преобразователь 1 напряжения, через усилитель 3 сигнала нестабильности выходного напряжения соединен с первым входом блока 4 выбора режима, выход которого соединен с входом широтно-импульсного модулятора 5, усилитель 6 сигнала перегруз ки по току, вход которого соединен с выходом датчика 2 тока, а выход подключен к первому входу дополнительного блока 7 выбора режима, блок 8 запрета включен выходом широтно-импульсного модулятора 5 и управляющим входом регулируемого импульсного преобразователя 1 напряжения, последовательно соединенные компаратор 9, одновибратор 10, обнуляющий ключ 11 и емкостный накопитель 12, подключенный к второму входу дополнительного блока 7 выбора режима, Источник порогового напряжения 13 соединен с первым входом компаратора 9, второй вход которого подключен к выходу датчика 2 тока. Зарядный элемент 14 соединен с емкостным накопителем 12. Управляющий вход блока 8 запрета соединен через элемент ИЛИ 15 с выходом одновибратора 10 и выходом дополнительного компаратора 16,первый выход которого подключен к общему выводу токозадающего резистора 17 и стабилитрона 18, последовательно соединенных между плюсовой +Е и минусовой -Е шинами питания усилителей 3 и 6. Второй вход дополнительного компаратора 16 подключен к общей шине питания усилителей 3 и 6,Источник вторичного электропитания работает следующим образом.Напряжение на выходе импульсного преобразователя 1 и на выходе датчика 2 тока анализируется соответственно усилителем сигнала нестабильного выходного напряжения 3 и уси.ителем 6 сигнала перегрузки по току.Если величина тока преобразователя 1 меньше 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-импульсный 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 этом режиме работы находится в отпертом состоянии.Если величина выходного тока преобразователя 1 достигает предельно допустимого значения, то напряжение, поступающее от дополнительного блока 7 выбора режима, оказывается меньше, чем напряжение на выходе усилителя 3 нестабильности выходного напряжения. При этом блок 4 выбора режима обеспечивает управление широтно- импульсным модулятором 5 от усилителя 6 сигнала перегрузки по току через дополнительный блок 7 выбора режима. При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки ИВЭП широтно-импульсный модулятор 5 вырабатывает импульсы такой длительности, которая необходима для ограничения (стабилизации) на предельно допустимом уровне выходного тока преобразователя 1,При мгновенном коротком. замыкании на выходе преобразователя на датчике 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 одновибратор 10. Последний формирует импульс заданной длительности, передний фронт которого совпадает с фронтом скачка напряжения компаратора 9, Блок 8 запрета . во время действия через элемент ИЛИ 15 импульса одновибратора 10 запрещает поступление широтно-модулирован,ых импульсов на вход управления регулируемого импульсного преобразователя 1 В результате достигается безынерционное запирание силовых ключей регулируемого преобразователя 1 по сигналу перегрузки по току, Длительность импульса одновибратора 10 выбирается достаточно большой, чтобы з 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.Низкий уровень напряжения разряженного емкостного накопителя 12 через дополнительный блок 7 выбора режима и блок 4 выбора режима поступает на вход широтно- импульсного модулятора 5.При этом под действием напряжения емкостного накопителя 12 блоки 7 и 4 выбора режима запирают соответственно выход усилителя 6 сигнала нестабильности выходного напряжения. Импульсы широтно-импульсного модулятора 5 уменьшаются до нуля при разряженном емкостном накопителе 12. После окончания импульса одновибратора 10 блок 8 запрета отпирается, обнуляющий ключ 11 запирается, и напряжение на емкостном накопителе 12 начинает плавно увеличиваться за счет заряда еготоком зарядного элемента 14.Если короткое замыкание на выходе5 преобразователя продолжает присутствовать, то после окончания импульса Ьдновибратора 10 выходной ток ИВЭП начнетнарастать со скоростью, определяемой скоростью увеличения напряжения на емкост 10 ном накопителе 12.Скорость нарастания выходного токаИВЭП выбирается такой величины, чтобыона могла быть отслежена ограниченным побыстродействию усилителем 6 сигнала пе 15 регрузки по току.При выполнении такого условия цепьобратной связи по току, образованная усилителем 6 сигнала перегрузки по току,ограничивает рост выходного тока преоб 20 разователя и стабилизирует его на предельно допустимом уровне.Если короткие замыкание прекратится,то напряжение на выходе ИВЗП достигаетсвоего номинального значения со скоро 25 стью, также определяемой скоростью нарастания напряжения на емкостномнакопителе 12.Как видно из реализации блоков 4 и 7выбора режимов, широтно-импульсный мо 30 дулятор 5 управляется тем усилителем, навыходе которого напряжение ниже по уровню, т.е. сущность воздействия усилителей 3и 6 на аналоговый вход широтно-импульсного модулятора 5 заключается в уменьшении35 длительности широтно-модулированныхимпульсов,При пропадании (неисправности ) напряжения на минусовой шине питания -Еусилители 3 и б утрачивают способность уп 40 равлять длительностью импульсов широтно-импульсного модулятора 5, При этом впрототипе наступает перегрузка, эквивалентная периодическому короткому замыканию на выходе ИВЭП,45 В предлагаемом ИВЗП величина напряжения на минусовой шине питания -Е контролируется с помощью элементов 17, 18 и16.Пои наличии номинальной величины на 50 пряжения на минусовой шине-Е знак напряжения на общем выводе токозадающегорезистора 17 и стабилитрона 18 относительно общей шины питания усилителей 3 и ббудет отрицательным, При этом дополни 55 тельный компаратор 16 заперт и не влияетна управляющий вход блоков запрета черезэлемент ИЛИ 15.При пропадании или понижении до определенной величины напряжения на минусовой шине питания -Е знак напряжения на1791930 Составитель Н, ЦишевскаяТехред М.Моргентал Корректор И. Шмакова Редактор Заказ 158 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 произаодстеенно-издательский коиоинат "Патент", г. угкгород, уа.Гагарина, зрз общем выводе токозадающего резистора 17 и стабилитрона 18 относительно общей шины питания усилителей 3 и 6 станет положительным, При этом дополнительный компаратор 16 вырабатывает напряжение, которое через элемент ИЛИ 15 воздействует на управляющий вход блока 8 запрета и запирает его.В результате поступление широтно-модулированных импульсов на вход управле. ния регулируемого импульсного преобразователя 1 прекращается и ИВЭП выключается.Формула изобретения Источник вторичного электропитания по авт,св, М 1252876, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, введены элемент ИЛИ, дополнительный компаратор и последовательно соединенные между плюсовой и минусовой шинами 5 питания усилителей сигналов нестабильности выходного напряжения и перегрузки по току токозадающий резистор и стабилитрон, при этом управляющий вход блока запрета соединен через элемент ИЛИ с 10 выходом дополнительного компаратора,первый вход которого подключен к точке соединения токозадающего резистора и стабилитрона, а второй вход к общей шине питания усилителей сигналов нестабильно сти выходного напряжения и перегрузки потоку.