Вторичный источник электропитания

СоюЗ СоветскихСоциапистическихРеспубпик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.03.80 (21) 2896431/24-07 с присоединением заявки РЙ 5 Г 1/5 2 3 7 О Гооударстввеый комнте(2 рнтет о де ретени Опубликовано 23,1 Дата опубликован Бюллетень М 43писания 25.11.81 УДК 62 .316.(7) Заявитель анский радиотехнический институт(54) ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ х ячеек-источ входы кои зажимами тропитания,о с входным торых соединень вторичного ист ика эл них не ерез д выход однои и выходы других рный коммутат средственно,дно-транзисодными зажи-свых ипов. лектопитания различных ников эле Извест ропитания мами вторичного тания, ряд комп торых соединены точника электропи вторичные источи аторов, в управляю ко- хоре ыполненные по схеме рерывного типдинамическими органом непие высокимитиками 1 .тком такогой КПД.также втор гулирующими обладаю характери Недоствляисточника к е ичные источи в естнь Изобретение относится к преобразо- вательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников электропитания, способных совмещать в себе функции первичных исто ки электропитания, в которых повышение КПД обеспечивается использованием ключевого режима работы регулирующего органа 21 . .Недостатком известных схем является их низкие динамические свойства.Наиболее близким к предлагаемому20 изобретению техническим решением является вторичный источник электропитания, содержащий ряд преобразовательдами диодно-транзисторного коммутатора, первые входы - с выходами источников опорного напряжения, а вторые входы - с выходом датчика тока, линейный регулятор, силовая цепь которого подключена параллельно выходньм зажимам, а управляющий вход - к выходу схемы сравнения, и делитель выходного напряжения, подключенный к выходным зажимам 33.Недостатком известного электропитания является узкая область применения, вследствие специализированного назначения - как имитатора солнечныхбатарейЦель изобретения - расширениефункциональных возможностей вторичного источника электропитания.Эта цель достигается тем, что вторичный источник электропитания, содержащий ряд преобразовательных ячеек-стабилизаторов тока, диодно-транзисторного коммутатора компараторы,линейный регулятор, делитель выходного напряжения, датчик тока и схемусравнения, снабжен генератором управляющих напряжений и переключателемрежима работы на три положения, вкаждом из положения которого входысхемы сравнения соединены соответственно с выходом делителя выходногонапряжения и выходом генератора управляющих напряжений, с выходом генератора управляющих напряжений ивыходом датчика тока, с делителемвыходного. напряжения и выходом датчика тока,На Фиг. 1 представлена функциональная схема вторичного источника питания; на фиг. 2 - зависимость выходного напряжения тока и тока в линейномрегуляторе от велиФны тока нагрузки; на фиг. 3 временные диаграммынапряжения на выходных зажимах источника и тока нагрузки источника в режиме генерации импульсов напряженияи тока произвольной формы;, на Фиг. 4внешняя характеристика вторичного источника электропитания в режиме имитации работы источника ограниченноймощностиИсточник содержит ряд преобразовательных ячеек-стабилизаторов 1 тока,коммутатор 2, компаратор 3, линейныйрегулятор 4, схему 5 сравнения, дели"тель 6 выходного напряжения, переклю-ечатель 7 режима работы, генератор 8напряжений, датчик 9 тока, источники10 опорного напряжения, входные зажимы 11 и выходные за кимы 12.На чертежах приняты следующиеобозначения: 3- выходной ток преобразовательной ячейки 1; 74 - токлинейного регулятора 4; 3 - суммарный ток всех преобразовательных ячеек 1 О 009 О 0 п 1, ООРИ- напряжения на выходах соответствующих источников 10опорного напряжения; 1 - ток нагрузки вторичного источника электропитания 1 - ток короткого замыканияф КЭвторичного ичточника электропитания;О - напряжение на входных зажимахб1.1; Од - напряжение на выходных зажимах 12; О - напряжение на выходе генератора 8 управляющих напряжений;ОВ - напряжение на выходе датчика 9тока,Входы всех преобразовательных ячеек 1 соединены с входными зажимами 11,а выходы через диодно-транзисторныеключи коммутатора 2 - с выходнымизажимами 12 вторичного источникаэлектропитания, причем выход одной1 О преобразовательной ячейки подключен к выходным зажимам 12 непосредственно,Управляющие входы диодно-транзисторных ключей связаны с выводамикомпараторов 3, инвертирующие входыкоторых подключены к источникам опорных напряжений, а неинвертирующие -к выходу датчика 9 тока.Чинейный регулятор 4, шунтирующий общий выход ячеек, своим управляющим входом соединен с выходом схемы 5 сравнения, причем неинвертирующий вход схемы 5 с помощью переключателя 7 режима работы подключается квыходу делителя выходного напряженияи выходу генератора 8 управляющих напряжений, а инвертирующий - к выходугенератора 8 управляющих напряженийи выходу датчика 9 тока.Источник работает следующим обраЗ 0зом, Выходное напряжение датчика 9тока О при своем изменении в зависимости от тока нагрузки 3 проходитпоследовательно уровни срабатываниякомпараторов 3, обеспечивая тем самым пеу.еключение транзисторных ключей коммутатора 2 и подключение нужного числа преобразовательных ячеек 1к нагрузке (Фиг, 20).В зависимости от положения переклю 40чателя 7, источник работает в одномиз трех возможных режимов: режимеповторения выходным напряжением. Формыи величины управляющего напряженияс 1:чмаемого с генератора 8; режиме4 повторения током нагрузки формы ивеличины напряжения генератора 8 режиме имитации работы источника ограниченной мощности.В первом режиме.,неинвертирующийЖ вход схемы 5 подключен к выходу делителя 6 выходного напряжения, а инвертирующий - к выходу генератора 8управляющих напряжений, Схема 5 сравнения, управляя линейным регулятором5 4, поддерживает минимальной ошибкурассогласования между выходным напряжением делителя 6 и выходным напряжением генератора 8, При этом величи,на тока протекающего по линейному регулятору 3 изменяется в зависимостиот тока нагрузки по кривой фиг. 25),Напряжение на выходе источника вэтом режиме отслеживает выходное на- Эпряжение генератора 8, т.е. при постоянной величине ОВ источник работает в режиме стабилизации выходногонапряжения, а при импульсном характере 08 - в режиме генерации импульсов 1напряжения произвольной формы(фиг. Зс).Так как во вторичном источникеэлектропитания отсутствуют сглаживающие реактивные элементы, то его час- %тотные свойства определяются частотными характеристиками линейного регулятора 4 и временем срабатывания компараторов 3 и коммутаторов 2, Поэтому вторичный источник электропитания, 2 робладая высоким быстродействием, способен обеспечить усиление управляющихимпульсов высокой частоты (несколькодесятков килогерц) .Во втором режиме с помощью переключателя 7 неинвертирующий вход схемы 5 соединен с выходом генератора8, а инвертирующий - с выходом датчика 9, и вторичный источник электропитания в зависимости от формы выходного.ЗФнапряжения генератора управляющихнапряжений работает или в режиме стабилизации тока нагрузки или в режимегенерации импульсов тока произвольной формы (фиг. 3 5)В режиме имитации источника огра- ффниченной мощности инвертирующий входсхемы сравнения подключается к выходу датчика тока, а неинвертирующий -к делителю выходного напряжения.Этот режим отличается от первого тем, фчто опорное напряжение схемы сравне-сния уменьшается с увеличением токанагрузки (фиг. 2 а),выходная вольт-амперная характеристика источника в этом режиме имеет вид, представленный на фиг. 4.Таким образом, введение в источник генератора 8 и переключателя 7позволяет существенно расширить егофункциональные возможности. Источникможет быть использован как стабилизатор тока или напряжения, как генератор импульсов тока или напряжения произвольной формы и большой мощнос"ти, а также как имитатор первичныхисточников питания ограниченноймощностиФормула изобретения Вторичный источник электропитания содержащий ряд преобразовательных ячеек-источников тока, входы которых соединены с входными зажимами вторичного источника электропитания, выход одной из них непосредственно, а выходы других через диодно-транзисторный коммутатор - с выходными зажимами вторичного источника электропитания, ряд компараторов, выходы которых соединены с управляющими входами диодно-транзисторного коммутатора, первые входы - с выходами источников опорного напряжения, а вторые входы - с выходом датчика тока, линейный регулятор, силовая цепь которого подключена параллельно выходным зажимам, а управляющий вход - к выхо" ду схемы сравнения, и делитель выходного напряжения, подключенный к выходным зажимам, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей вторичного источника электропитания, он снабжен генератором управляющих напряжений и переключателем режима работы на три положения, в каждом из положений которого входы указанной схемы сравнения соединены соответственно с выходом делителя выходного напряжения и выходом генератора управляющих напряжений, с выходом генератора управляющих напряжений и выходом датчика тока, с делителем выходного напряжения и выходом датчика тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Под ред.С. Д. Додика, Е. И. Гальперина. М.,"Советское радио", 1969.2. Моин В. С Лаптев Н. И, Стаби-.лизированные транзисторные преобразователи, М., "Энергия", 1972.3. Проблемы преобразователей техники 1, ИЭД АИ УССР, Киев, 1979,с. 158-161 прототип) .883885 1 к 2 Составитель В. ЦишевскийТехред Е,Харитончик Корректор Л.Бокшан нлиал П 1 П 1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Редактор Н. РогуличЗаказ 10231/73ВНИИПИ Госуно дела113035 Моск Тираж 943рственного комизобретений иК 35 Раушск Подписноеитета СССРоткрытийя наб д. 4/5