Стабилизированный источник питания

Союз СоветскикСоцивлмстическикРеспублик ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1748388(53) УДК 621. 316. . 722. 1(088.8) йо делам изобретений и открытий(71) Заявитель нен с одним из входов регулирующегоэлемента, выходкоторого через датчиктока подключен к одному из выходныхвыводов, датчик напряжения, триггер, входы которого соединен с соответствующими выходами датчиков тока и напряжения, усилитель, вход которого соединен свыходом блока сравнения, один из входовкоторого соединен с выходом источникаопорного напряжения, блок управления 13,Недостатками такого источника являются наличие высокочастотных помех, подавить которые при значительных токах нагрузки довольно сложно, а также отсутствиерегулируемой зашиты от перенапряжений повыходу при изменении уровня выходногонапря жения.Цель изобретения - повышение КПД инадежности источника,Поставленная цель достигается тем,что в стабилизированный источник литания введены последовательно соединенныекоммутатор выходного напряжения, элементИ, шифратор, блок памяти, и ифровой упИзобретение относится к источникам питания устройств автоматики и вьчислительной техники, а также может быть использовано для питания различных электрорадиоустройств.Известны устройства, с помощью ко- торых можно получить стабилизацию напряжения, содержащие выпрямитель, последовательный или параллельный регулирующий элемент, схему сравнения, источник опорного напряжения и усипитель сигнала рассогласования Ц и 12 .Однако в широком диапазоне регулирования выходного напряжения и большомизменении тока нагрузки стабилизатора с 5последовательным включением регулирую щего элемента эти устройства малонадежны, а с параллельным включением неэко- номичны.20Наиболее близким техническим решением к предложенному является стабилизировачный источник питания, содержащий выпрямитель, выход которого соеди(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ,уровня зашиты, аналоговый ключ и управляемый дапитель выходного напряжения,вььход которого соединен с другим входомблока сравнения, первый вход управляемо 5го делителя выходного напряжения подключен к одному из выходных выводов, второйи третий его входы соединены с вььходомэлемента И и со входами коммутаторауровня защиты, выход которого соединенсо аходом датчика напряжения, выход триггера соединен с первым входом аналогового ключа, второй вход которого подключенк выходу усилителя третий вход - к вььходу блока управления, а выход аналоговогоключа подключен к другому входу регулирующего элемента, выход блока управлениясоединен со входами коммутатора уровнянапряжения, входы цифрового управляемоготрансформатора подключены к входйымвыводам, а его выход подключен ко входу выпрямителя.На чертеже схематически изображенстабилизированный источник питания,25Он содержит цифровой управляемый трансформатор 1, блок 2 памяти, шифратор 3, коммутатор 4 уровня напряжения, элемент 5 И, блох 6 управления, выпрямитель 7, регулирующий 1 элемент 8, аналоговый30 ключ 9, коммутатор 10 уровня защиты, датчик 11 тока, триггер 12, датчик 13 напряжения, усилитель 14, управляемый делитель 15 выходного напряжения, блок 1 6 сравнения, источник 17 опорного нап 35 ряжения, причем выход выпрямителя 7 соединен с одним из входов регулирукщего элемента 8, выход которого через датчик 11 тока подключен к выходному выводу, входы триггера 12 соединены с соответсч вующими входами датчиков тока 11 и нап 40 ряжения 13, вход усилителя 14 соединен с выходом блока 16 сравнения, один из входов которого соединен с выходом источника 17 опорного напряжения, выход управляемого делителя 15 вььходного напря 45 жения соединен с другим входом блока 16 сравнения, первый вход:, управляемого деди теля 15 выходного напряжения подключен к выходному выводу, а вторые входы соединены с выходами элемента 5 И и со входами коммутатора 10 уровня защиты, выход которого соединен с другим входом датчика 13 напряжения, выход триггера 12 соединен с первым, входом аналогового ключа 9, второй вход которого подключен к выходу усилителя 14 а третий вход .к выходу блока 6 управленйя, соединенного со входами коьелутатора 4 напряжения,8 фвходы цифрового управляемого трансформатора 1 подключены к выходным вььводам.Стабилизированный источник питанияработает следующим образом,Из блока 6 управления на элемент 5И поступает сигнал разрешения выборатребуемого уровня выходного напряжения,который одновременно закрывает аналоговый ключ 9 и соответственно регулирующий элемент 8, снижая напряжение на вььходе до нулевого значения.Таким образом, настройка источникапитания ведется при отсутствии напряжения на выходе,Однопозиционный код, устанавливаемыйна коммутаторе 4 уровня напряжения, через элемейт 5 И поступает на шифратор3, преобразующий его в двоичный, запоминается в блоке 2 памяти и подключаетсоответствуюшие обмотки цифрового управляемого трансформатора 1.На выходе цифрового управляемоготрансформатора 1 появляется переменноенапряжение требуемой величины, котороепоступает на выпрямитель 7, обеспечиваяминимально необходимую разность потенциалов на регулирующем элементе 8, т.е,осуществляет грубую регулировку выходного напряжения,Точное значение выходного напряженияобеспечивается цепью обратной связи, ссстоящей из управляемого делителя 15 выходного напряжения, блока 16 сравнения,усилителя 14 рассогласования и аналогового ключа 9, причем коэффициент деленияуправляемого делителя 15 выходного напряжения устанавливается коммутатором4 напряжения. Часть выходного напряжения, снимаемого с управляемого делителя15 выходного напряжения, сравнивается снапряжением источника 17 опорного напряжения. Сигнал рассогласования усиливается усилителем 14 и через аналоговый ключ 9 поступает на регулирующий элемент 8, устанавливая требуемую величину выходного напряжения.Одновр еменно однопозиционный код вы.ходного напряжения с выходов элемента 5 И поступает на коммутатор 10 уровня зашиты где выбирается требуемый уровень защиты по напряжению, настраивая соответствующим образом датчик 13 напряжения на выбранный уровень зашиты.После окончания настройки из блока 6 управления поступает сигнал разрешения работы источника, который закрывает эле мент 5 И, открывает аналоговый ключ 97483 и соответственно регулирующий элемент.8. На выходе появляется заданный уровеньнапряжения, В дальнейшем, независимо отсостояния коммутатора 4 вььходного напряжения, напряжение на выходе измениться не может,При превышении выходным напряжением установленного уровня защиты датчик 13 напряжения выдает сигнал, устанавливаюший триггер 12 в единичное состояние, 10 закрывается аналоговый ключ 9 и соответственно регулирующий элемент 8, напряжение на выходе снижается до нуля./При превышении током нагрузки величины, определяемой датчиком 11 тока, на 15 его вььходе появляется сигнал, устанавливающий триггер 12 в единичное состояние, закрывается аналоговый ключ 9 и соответственно регулирующий элемент 8, напряжение на выходе снижается до нуля, . 20 После устранения перегрузки по напряжению или току триггер возвраьцается в исходное состояние, на выходе появляется заданное напряжение, 25 Предложенное устройство по сравнению с известными имеет следующие преимушества: повышается КПД источника за счет поддержания минимально возможным напряжения на регулирующем элемента, тем самым позволяя производить изменение выходного напряжения в широких пределах; повышается надежность работы источника за счет введения управляемой зашиты по напряжению, зависимой от задаваемого уровня выходного напряжения; расширяется область применения устройства за счет введения защиты потребителя от несанкыионированнььх действий оператора; технико-экономическая эффективностьустройства определяется объемом внедрения и вььтекает из возможных последствий при выходе из строя обьектов контроля, запитываемых от источников питания без управляемой зашиты по напряжениюэкономия от внедрения одного такого устройства на предприятии составляет не менее 3 тыс, руб, в год. 88 6Формула изобретенияСтабилизированный источник питания,содержащий выпрямитель, выход которого соединен с одним из входов регулирующего элемента, выход которого черездатчик тока подключен к одному из вы.ходных выводов, датчик напряжения, триггер, входы которого соединены с соответствующими выходами датчиков тока и напряжения, усилитыь, в.ход которого соединен с выходом блока сравнения, один.из входов которого соединен с выходомисточника опорного напряжения, блок управления, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения КПД и надежности, в него введены последовательно соединенные коммутатор выходного напряжения,элемент И, шифратор, блок памяти и цифровой управляемый трансформатор, коммутатор уровня зашиты, аналоговый ключ иуправляемый делитель выходного напряжения, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, первыйвход управляемого делителя выходногонапряжения нодключен к одному из выходных выводов, второй и третий еговходы соединены с выходами элементаИ и со входами коммутатора уровня защиты, выход которого соединен со входомдатчика напряжения, выход триггера сое динен с первым входом аналогового ключа, второй вход которого подключен квыходу усилителя, третий вход - к выходу блока управления, а выход аналоговогоключа подключен к другому входу регулирующего элемента, выход блока управления соединен со входом коммутатора уровня напряжения, входы цифрового управляемого трансформатора подключены к входным выводам, а его выход подключен ковходу выпрямителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРЛо 158308, кл, б 05 Р 1/56, 1962,2. Авторское свидетельство СССРМо 275169, кл. 6 05 Е 1/56, 1969,3, Авторское свидетельство СССРМо 313205, кл. 6 05 Е 1/56, 1970