Стабилизированный источник питания

Союз Советсник Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.868729(51)М, Кл,С 05 Г 1/64 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Институт электродинамики АН Украинской Ь 2 й -(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Изобретение относится к электротехнике.Известен стабилизированный источник питания, содержащий источниктока, согласующий трансформатор исхему защиты от режима холостого хода 1,аиболее близким к предлагаемомуявляется стабилизированный источникпитания, содержащий источник тока смногообмоточным согласующим трансформатором на выходе, одна иэ вторичныхобмоток которого соединена через выпрямитель с фильтром с цепью для подключения нагрузки, в которую включен 15также датчик тока, выход которогосоединен с одним входом узла сравнения, вторым входом соединенного систочником опорного сигнала, регулятор тока, управляющий вход которого 2 Осоединен с выходом узла сравнения, авыход подсоединен к другой вторичнойобмотке согласунхцего трансформаторф,и узел формирования сигнала защиты 2 ).Недостатками известного стабилизированного источника питания являютсянизкие массогабаритные показатели,так как устройство защиты выполняется на мощность нагрузки, а также отсутствие плавного регулирования вели 2чины напряжения холостого хода, причем дискретное регулирование величины напряжения холостого хода приводит к изменению величины коэффициента стабилизации по току, что влияет на стабильность тока нагрузки,Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей устройства и обспеене регулирования величины напряжения холостого хода,.Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источ" нике питания узел сравнения выполнен в виде преобразователя полярности сигнала, выход которого подключен к блоку разделения каналов по полярности входных сигналов, один выход которого подсоединен к первому из входов введенного узла совпадения, а другой - ко входу блока формирования сигнала защиты, выход которого подсоединен ко второму входу узла совпадения, выход которого подклю" чен ко входу регулятора тока.Кроме того, преобргэователь полярности сигнала выполнен на дифференциальном усилителе, инвертирующий вход которого использован в качестве второго из указанных входов узла, сравнения, а блок разделения кана 868729лов, узел формирования сигнала защиты и узел совпадения выполнены в виде первого, второго и третьего диодов, причем первый диод анодом подсоединен к выходу дифференциального усилителя, а его катод служит выходом узла сравнения, делителя напряжения,.который подсоединен одним зажимом к питающей сети, а вторымк общему выводу, причем нижнее плечо выполнено в виде потенциометра, к средней точке которого подсоединен 10 второй диод, катод которого также служит выходом узла сравнения, тран- . зистора, коллектор которого подсоединен к общему зажиму верхнего и нижнего плеча делителя, а эмиттер - к об щему выводу, резистора, который подсоединен одним выводом к верхнему :. ажиму делителя, а другим выводом подсоединен кбазе транзистора, соединенной с анодом третьего диода, 2 О катод которого соединен со входом дифференциального усилителя.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого стабилизированного источника питания; на фиг. 2 - схема одного из возможных вариантов реализации стабилизированного источника питания.Источник питания (фиг. 1) содержит источник 1 тока с многообмоточным ЗО согласующим трансформатором 3 на выходе, одна из вторичных обмоток которого соединена через выпрямитель 3 с фильтром 4 с цепью для подключения нагрузки 5, в которую включен, также датчик б тока, выход которого соединен с одним входом узла 7 сравнения,вторым входом подключенного к источнику 8 опорного сигнала, а выходом -к блоку 9 разделения каналов по полярности входных сигналов, один выход 40которого подсоединен к первому извходов собирательного узла 10, адругой - ко входу блока 11 формирования сигнала защиты, выход которогоподсоединен ко второму входу собирательного узла, выход которого подключен ко входу регулятора 12 тока.Источник (Фиг. 2) содержит источник 1 тока, многообмоточный согласующий трансформатор 2, выпрямитель 5 О3, фильтр 4, нагрузку 5, датчик бтока, узел 7 сравнения, выполненныйв виде преобразователя полярностисигнала на дифференциальном усилителе, инвертирующий вход которого подключен к выходу источника 8 опорногосигнала, регулятор тока, содержащийвыпрямитель 9, транзистор 10, резистор 11, транзистор 12, блок разделе-,ния каналов, узел формирования сигналазащиты и собирательный узел, выпол= 60ненный в виде первого 13, второго 14и третьего 15 диодов, причем первыйдиод анодом подсоединен к выходу дифференциального усилителя, а его катодслужит выходом узла сравнения, делителя напряжения, который подсоединенодним зажимом к питающей сети, а вторым - к общему выводу, причем нижнее плечо выполнено в виде потенциометра 16, к средней точке которого под"соединен второй диод, катод котороготакже служит выходом узла сравнения,транзистора 17, коллектор которогоподсоединен к общему зажиму верхнегоплеча 18 и нижнего плеча делителя, а эмиттер - к общему выводу резистора 19, который подсоединен одним выводом к верхнему зажиму делителя, а другим выводом - к базе транзистора, соединенной с анодом третьего диода, катод которого соединен со входом дифференциального усилителя.Источник питания .работает следую" щим образом.В режиме стабилизации тока нагруэки 5 на выходе узла 7 сравнения присутствует напряжение определенной полярности, пропорциональное разнос" ти напряжения на его входах. Этотсигнал управления через первый канал блока 9 разделения каналов и собирательный узел 10 поступает на вход регулятора 12, который поддерживаетвеличину тока нагрузки 5 на заданном уровне. Второй канал блока 9 разделения каналов, по которому осуществляется регулирование напрйкения холостого хода источника питания, эа"перт. При отключении либо обрыве цепинагрузки 5 на выходе узла 7 сравнения, выполненной в виде йреобраэователя полярности входных сигналов, полярность выходного сигнала меняется на обратную. Этим сигналом запирается первый канал и отпирается второй блок 9, по которому укаэанный сигнап поступает на вход блока 11 формирования сигнала защиты и запускает его. Блок 11 Формирует сигнал прежней полярности с плавнорегулируемым уровнем, который поступает на вход регулятора 12 через собирательный узел 10. В соответствии с этим сигналом в регулятор потребляется избыток мощности, возникащций на выходе источника 1 тока в режиме холостого хода. Таким образом, осуществляется плавное регулирование уровня напряжения холостого хода источника питания.В рабочем режиме на выходе узла 7 сравнения формируется управляющее напряжение положительной полярности, пропорциональное разности сигналов, поступающих от датчика 6 тока и источника 8 опорного сигнала. Управляющее напряжение поступает на базу транзистора 12 регулятора тока через диод 13,.включенный в прямом направлении. Транзистор 12 управляет режимом работы транзистора 10, который шунтирует одну из вторичных обмоток согласующего трансформатора через выпрямитель 9. В результате перераспределения токов между вторичными ,обмотками указанного трансформатора ток в цепи нагрузки поддерживается на заданном уровне.Второй канал, по которому проходит сигнал, в соответствии с которым осуществляется регулирование уровня напряжения холостого хода источника питания, заперт, так как диод 15 включен в обратном направлении по отношению к полярности управляющего сигнала, что исключает влияние в рабочем режиме. При обрыве цели нагрузки 5 напряжение на конденсаторах выпрямителя 3 и Фильтра 4 начинает нарастать по линейному закону, так как конденсаторы заряжаются стабильным токомисточника тока. В то же время на неинвертирующем входе узла сравнения сигнал меняет полярность и стает равным напряжению насыщения микросхемы. Этим напряжением запирается 20 первый канап, так как теперь диод 13 оказывается по отношению к нему включенным в обратном направлении. Через диод 15 напряжение поступает на вход транзистора 17 и запирает его. Тран зистор 17 прекращает шунтировать. потенциометр 1 б и на вход регулятора через диод 14 подается положительное напряжение, которое является сигналом управления регулятором в режиме холостого хода. В соответствии с этим сигналом в регулятор отбирается избыток мощности, воэникакщей в режиме холостого хода, Изменением положения движка потенциометра РегулиРуется ве- З 5 личина напряжения, которая подается на вход регулятора в режиме холостого хода, а следовательно, и величина холостого хода на выходе источника питания.В этом случае, когда нагрузка мо жет быть подключена к источнику тока без согласующего трансформатора, выпрямитель 9 регулятора тока подключается непосредственно к выходным зажимам источника тока, т.е. параллель но цепи нагрузки.Схема управления предлагаемого стабилизированного источника питания обладает универсальностью применения и может быть использована с регуля торами других типов, которые позволяют регулировать напряжение холостого хода источника питания.Применение предлагаемого источника питания позволяет не только регулировать величину напряжения холостого хода на его выходе, но и улучшить его технико-экономические показатели. Это объясняется тем, что в новом источнике отсутствуют дополнительные силовые элементы для регулирования и 60 стабилизации напряжения холостого хода. В предлагаемом источнике при необходимости величину напряжения холостого хода можно установить ниже так,что максимальное рабочее напряжение наблюдается без нарушения функционирования, источника питания в рабочем режиме, так как схема регулирования напряжения холостого хода в рабочем режиме не работает.Формула изобретения1Стабилизированный источник питания, содержащий источник тока с многообмоточным согласующим трансформатором на выходе, одна из вторичных обмоток которого соединена через выпрямитель с фильтром с цепью для подключения нагрузки в которую включен также датчик тока, выход которого соединен с одним входом узла сравнения, вторым входом соединенного с источником опорного сигнала, регулятор тока, управляющий вход которого соединен с выходом узла сравнения, а выход подсоединен к другой вторичной обмотке согласукщего трансформатора, и узел формирОвания сигнала защиты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения массо- габаритных показателей устройства и обеспечения регулирования величины напряжения холостого хода, узел сравнения выполнен в виде преобразователя полярности сигнала, выход которого подключен к блоку разделения каналов по полярности входных сигналов, один выход которого подсоединен к первому из входов введенного узла совпадения, а другой - ко входу блока формирования сигнала защиты, выход которого подсоединен ко второму входу узла совпадения, чыход которого подключен ко входу регулятора тока,2. Источник по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что преобразователь полярности сигнала выполнен на дифФеренциальном усилителе, инвертирующий вход которого использован в качестве второго из указанных входов узла сравнения.3, Источник по пп. 1 и 2. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок разделения каналов, узел Формирования сигнала защиты и узел совпадения выполнены в виде первого, второго и третьего диодов, причем первый диод анодом подсоединен к выходу дифференциального усилителя, а его катод служит выходом узла сравнения, делителя напряжения, который подсоединен одним зажимом к-питающей сети, а вторым - к общему выводу, причем нижнее плечовыполнено в виде потенциометра, к средней точке которого подсоединен второй диод, катод которого также служит выходом узла сравнения, транзистора, коллектор которого подсоединен к общему зажиму верхнего и нижнего плеча делителя, а эмнттер - к общему выводу резистора, который подсоединен одним выводом к верхнему зажиму делителя, а другим7 868729 НИИПИ Эаказ 8328 Тираж 943 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгброд, Ул.Проектная,4 выводом подсоединен к базе транзистора, соединенной с анодом третьегодиода, катод которого соединен совходом дифференциального усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Милях А,Н. и Волков И.В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей.Киев, "Наукова думка", 1974, с. 154,2. Проблемы технической электроз динамики, Киев, "НаУкова дУмка",1974, вып. 45, с. 103, рис.1.