Система электропитания постоянного напряжения

Союз СоветскихСоцнвпнстнческнхРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и,789980(51) М, Кл.6 05 У 1/56 с присоединением заявки Ле -Государственный комитет(23 ) П риоритет ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения 10. И. Конев и С. С. Букреев Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к стабилизированным источникам питания и может использоваться в полупроводниковых стабилизаторах импульсного действия, работающих при бопьших токах нагрузки.Известна система электропитания по 5стоянного напряжения, в которой параллельно основному регулятору введен ряд аналогичных регуляторов, соединенных между,собой по цепям управления через фазосдвигающие устройства 11 .Недостатком этого устройства является критичность к технологическому разбросу параметров элементов и их температурным изменениям, что приводит к неравно 15мерному распределению мощности междупараллельно работающими регуляторами.Кроме того, эти системы не работоспособны при питании его фаз от несколькихпервичных источников с различными выходными напря же ни я м и,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является системаэлектропитания постоянного напряжения,содержащая тт источников питания, имеющих общую шину, соединенную с одним извыводов для подкпючения нагрузки, т 1 силовых ячеек, каждая из которых состоитиз датчика тока, регулирующего элемента,силовая цепь которого включена междувыводом одного из й источников питанияи выводом дпя подключения нагрузки, блока управления регулирующим элементом,соединенного с выводом усилителя отклонения напряжения, усилителя отконениятока с резистором управления, узел зада- .ния напряжения на нагрузке и цепь уравнивания тока между силовыми ячейками 21.. Недостатком этой системы является критичность к технологическому разбросу параметров элементов и их температурным изменениям, что приводит к неравномерному распределению токов между параллельно работакацими регулирующими элементаФми; а при работе указанных регулирующих элементов в импульсном режиме - к увеличению пульсации выходного напряжения.Кроме того не обеспечена работоспособность системы при подкпючении ее параллельных цепей к нескольким источникампитания с различными уровнями напряжений, а также не обеспечена регулировкавыходного напряжения параплепьно включенных ячеек без дополнительных подстроечных операций.Цель изобретения - упрощение настрой 10ки при сохранении точности распределениятоков между силовыми ячейками с импульсным регулированием,Цель достигается тем, что в системеэлектропитания постоянного напряжения,15содержашей и источников питания, имеюших обшую шину, соединенную с одним извыводов для подкпючения нагрузки, Г 1 силовых ячеек, каждая из которых состоитиз датчика тока, регулирующего элемента,20силовая цепь которого включена междудругим выводом соответствуюшего из 11источников питания и выводом для подключения нагрузки, бпока управления регулируюшим эпементом, соединенного с выходом усипителя отклонения напряжения, усилителя отклонения тока с резистором управления, узел задания напряжения на нагрузке и цепь уравнивания тока между силовыми ячейками, оба входа усилителя от- З 0клонения тока каждой силовой ячейки подключены параллельно. резистору управления, который соединен последовательнос датчиком тока и включен в указаннуюцепь уравнивания тока, выход усилителяуравнивания тока соединен с обшей шиной через первый введенный потенциометрсредний вывод которого соединен с однимиз входов усилителя отклонения напряжения, второй вход которого соединен совторыми входами усилителей отклонениянапряжения других силовых ячеек и с цепью задания напряжения на выводах ддяподключения нагрузки; цепь задания напряжения на нагрузке выполнена на базе параметрического стабилизатора напряжения.На чертеже приведена схема системыэпектропитания постоянного напряжения,Стабилизатор питается от 1 источников 1 постоянного напряжения1 - чиспопарапдельно работающих источников), ра. ботает на нагрузку 2 и состоит из многофазного задающего генератора 3 с выходами 4, потенциометра 5, стабилитрона 6, балластного резисторА 7, образуюших узел 8 задания напряжения на выходах для подключения нагрузки Ь силовыхячеек 9, каждая из которых содержит усилитель 10 отклонения тока с резисторами11, 12 и 13, усилитель 14 отклонениянапряжения с резисторами 15 и 16, датчика 17 тока, резистор 18 управления,потещиометр 19, широтно-импульсный модудятор 20, регулирующий элемент 21( транзистор) с фильтром, конденсатор22 и 23.Источник 1 и нагрузка 2 имеют однуобщую шину, другая шина источников 1подключена к нагрузке чеоез силовыеячейки 9, в каждой из которых выход усилителя 10 отклонения напряжения подключен к широтно-импульсному модулятору 20,на второй вход которого подается сигналсинхронизации с многофазного задаюшегогенератора 3, выходные сигналы 4 которого имеют сдвиг по фазе, Выход широтно-импульсного модулятора 20 подсоеди -нен-к регулируюшему элементу 21 сфипьтром, которые подключены к нагрузке 2 через датчик 17 тока. Общая точкасоединения резисторов 18 управления подключена к одному из входов каждого изусилителей 10 отклонения тока, другиевыводы резисторов 18 управления подключены к точке соединения датчика 17 токаи другого входа усилителя 10 отклонениятока.Многофазный импульсный стабилизаторработает следующим образом.В установившемся режиме многофазный генератор 3 подает с выходов 4 сдвигнутые по фазе управляюшие напряженияна широтно-импульсные модуляторы 20силовых ячеек 9, что позволяет производить коммутацию регулирующих элементовне одновременно, а с некоторым требуемым сдвигом по фазе,При изменении напряжения на нагрузке 2 по каким-либо причинам но при сохранении токов ячеек равными, на входе усилителей 14 отклонения появляется сигнал рассогласования относительно опорного напряжения, задаваемого потенциометром 5, Это приводит к такому откпонению выходных напряжений усилителей 14, чтобы широтно-импульсные моду ляторы 20 изменили коэффициенты заполнения импульсов и тем самым восстановили заданный уровень выходного напряжения на нагрузке 2.Г 1 ри равных токах в синовых ячейках 9 на датчиках 17, которые выбираются равной величины, создаются одинаковые падения напряжений, что обеспечивает оди,наковые потенциалы на резисторах 18 уп,равления и равенство нулю сигналов уп 789980равпения на входах усилителей отклонениятока. В этом случае усилители 10 не оказывают влияния на работу силовых ячеек,Величины коэффициентов заполнения импульсов широтно-импульсных модуляторови, следовательно, режим работы силовыхячеек определяются только усилителямиотклонения напряжения 14,При увеличении (уменьшении) тока какой-либо ячейки от уровпя тока, который 0она должна отдавать в общую нагрузку,падение напряжения на резистивном датчике 7 данной силовой ячейки увепичится(уменьшится) относительно потенциала обшей точки резисторов 18, что приведет к 5протеканию через него тока. Падение напрякения на резисторе 18 управления усиливается усилителем 10 отклонения токаи через потенциометр 19 передается навход усилителя 14 отклонения напряжения, МВыходной сигнал этого усипителя вызывает изменение коэффициента заполнения импульсов широтно-импульсного модупятора20 таким образом, чтобы ликвидироватьотклонение тока данной силовой ячейки от 25заданного дпя нее уровня.При выравнивании токов всиловых ячейках 9 сигналы на выходах усипителей отклонения тока стремятся к нупю, сводя к нулю и их воздействия на режим работы зо силовых ячеек. Соединение одного из входов усилителей 14 со средней точкой потенциометра 5 обеспечивает регупировку напряжения на .нагрузке 2. Потенциометры 19 обеспечивают первоначальную установ- З35 ку токов в силовых ячейках 9,Предлагаемое изобретения может обеспечить выравнивание токов параллельно работающих источников питания как с одинаковыми выходным напряжениями, так и с откпючаюшимся, Частным случаем является работа многофазного импульсного стабилизатора от одного источника, В этом случае также обеспечивается заданное распределение токов его силовых ячеек. Ток в силовых ячейках 9 может устанавливаться как равным, так и в любых требуемых пропорциях. В этом случае резистивные датчики 17 тока выбираются в тех же требуемых пропорциях." Проведенные исследования показали,что предлагаемый многофазный импульсный стабилизатор напряжения обладает,по сравнению с известным, рядом преимушеств,Он автоматически обеспечивает заданное (в том чиспе и равномерное) распределение токов в силовых ячейках, что,благодаря предельному уменьшению различия токов между силовыми ячейками и,следовательно, снижению перегрузок, позволяет уменьшить массу и объем регулирующих транзисторов. Изобретение обеспечивает параллельную работу на общую;нагрузку нескопьких первичных источников напряжения как с одинаковыми, таки с отличающимися уровнями напряжений;также регупиоует выходное напряжениебез допопнитепьных подстроечных операций, что делает устройство технологичным, уменьшает время отделочных операций,Формула изобретения1. Система электропитания постоянного напряжения, содержащая Ъ источниковпостоянного напрякения имеющих общуюшину, соединенную с одним из выводовдля подключения нагрузки, 11 сиповыхячеек, каждая из которых состоит из датчика тока, регулирующего эпемента, силовая цепь которого включена между другимвыводом соответствующего из Л источников питания и выводом д я подключениянагрузки, блока управления регулирующимэлементом, соединенного с выходом усилителя отклонения напряжения, усилителяотклонения тока с резистором управления,узеп задания напряжения на нагрузке ицепь уравнивания тока между силовымиячейками, о т л и ч а ю ш а я с я тем,что, с цепью упрощения настройки при сохранении точности распределения токовмежду силовыми ячейками с импульснымреп пированием, оба входа усилителя откпонения тока каждой сиповой ячейки подключены параллельно резистору управпения, который соединен последовательно сдатчиком тока и включен в указаннуюцепь уравнивания Фока, выход усилителяуравнивания тока соединен с общей шинойчерез первый введенный потенциометр,средний вывод которого соединен с однимиз входов усилителя откпонения напряжения, второй вход которого соединен совторыми входами усилителей отклонениянапряжения других силовых ячеек и с узлом задания напряжения на выводах дпяподключения нагрузки.,2. Система по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что цепь задания напряжения на нагрузке выпопнена на базе параметрического стабилизатора напряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Л 327462, кл. Ы 05 Р 1/56, 1968.7899802. Домеников В. И. и Казанский Л. М,Стабилизированные источники электропитания судовой радиоэлектронной аппаратуры. Л., фСудостроение", 1971, с,273,Составитель В, КругловТехред М,Табакович ректор Ю. М ое СР Тираж 956 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 13035, Москва, В, Раушс