Непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 16. 04. 81 (2 ) 3276241/24-07с присоединением заявки Мо -(51 М.Кп з С 05 Р 1/58 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий531 УДК 621,31, .722.1(088.8) Дата опубликования описания 15.1082 72) Авторы . А.В. Есаулов, Г Б.Мажаров, В.М. Балашевиизобретения и В.А.Ильичев аявитель РЕРЫВНО-ИМПУЛЬСНЫИ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ(5 оь,; Изобретение относится к электротехнике. и может быть использовано для питания различных электро и радиоустройств.Известен непрырывно-импульсный стабилизатор напряжения, содержащий последовательно включенные ключевой регулирующий и линейный регулирующий блоки 1).Однако этот стабилизатор имеет низкую надежность вследствие прохождения полной величины тока нагрузки через регулирующий элемент линейного регулирующего блока. Кроме того, . для защиты регулирующего элемента этого же линейного регулирующего блока требуется специальная схема защиты от перегрузок и коротких замыканий, что приводит к усложнению устройства, и, в свою очередь, к уменьшению его надежности.Наиболее близким к предлагаемому является непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения, содержащий источник питания, который подключен к ключевому регулирующему элементу, связанному через демодулирующий блок с нагрузкой, и через последовательно соединенные датчик тока и линейный регулирующий элемент - к той же нагрузке, первый. блок управления,соединенный с линейным регулирующим элементом и нагрузкой, и второй блок управления, подключенный к датчику тока и ключевбму регулирующему элементу 2 .Недостатком и этого устройства является его низкая надежность при возникновении режимов перегрузки и коротких заьыканий, При возникновении перегрузки в этом устройстве включается ключевой регулирующий элемент. Часть тока стабилизатора в режиме перегрузки проходит через ключевой регулирующий элемент, а часть - через линейный регулирующий элемент., так как оба блока управления устройства стараются поддержать напряжение на нагрузке на заданном уровне. При этом на обоих регулирующих элементах выделяется мощность, значительно. превосходящая допустимую, которая рассеивается на регулирующих элементах при прохождении максимального рабочего тока устройства. Это приводит к сильному разогреву полупроводниковых структур регулирующих элементов, к торые теряют при этом управляемост что, в конечном итоге, приводит кпробою регулирующих элементов и выходу стабилизатора из строя.Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора.Поставленная цель достигается тем, что в непрерывно-импульсный стабили затор напряжения, состоящий из включенных параллельно непрерывного и импульсного контуров. регулирования, причем. контур непрерывного регулирования содержит включенные последо вательно датчик тока и линейный регулирующий элемент, к управляющему входу которого подключен выход первого блока управления, входом подключенного к выходным выводам непрерывно-импчльсного стабилизатора, а контур импульсного регулиро- вания содержит включенные последовательно ключевой регулирующий элемент и ВЬС-фильтр, второй блок управления, входом подключенный параллельно датчику токаконтура непрерывного регулирования, а выходом к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, введены термозависимый ждущий мультивибратор, логический элемент ЗАПРЕТ с прямым и инверсным входами и блок выдержки времени, причем выходы блока выдержки времени подключены к дополнительным входам первого и второго З 0 блоков управления, дополнительные выходы второго блока управления подключены к входу термозависимого ждущего мультивибратора и к прямому входу элемента ЗАПРЕТ, выход кото рого подключен к входу блока выдержки времени, а инверсный вход - к выходу термоэависимого ждущего мультивибратора.На чертеже приведена функциональ ная схема предлагаемого устройства.Непрерывно-импульсный стабилизатор напряжения содержит источник 1 питания, который одновременно подключен к ключевому регулирующему элементу 2,связанному через ОЬС-фильтр 3 с нагрузкой 4, и через последовательно соединенные датчик 5 тока и линейный регулирующий элемент б подключен к той же нагрузке 4, первый блок 7 управления, соединенный с линейным регулирующим элементом б и нагрузкой 4, и второй блок 8 управления, подключенный к датчику 5 тока и ключевому регулирующему элементу 2, термозависимый ждущий мульти- вибратор 9 и последовательно соединенные логияеский элемент ЗАПРЕТ 10 с прямым и инверсным входом и блок 11 выдержки времени, подключенный к первому 7 и второму 8 блокам уп равления, причем второй блок управления 8 связан с термозависимым ждущим мультивибратором 9 и прямым входом логического элемента ЗАПРЕТ 10, инверсный вход которого подключен к . 65 термозависимому ждущему мультивибратору 9.Устройство работает следующим образом.Ток через линейный регулирующий элемент б нарастает при подаче напряжения питания от источника питания и его установившееся значение определяется сопротивлением нагрузки 4 и ус-. тавкой блока 7 управления, осуществляющего управление регулируюьшм элементом б. Блок управления не формирует сигнал запуска ключевого регулирующего элемента 2., если ригнал датчика 5 тока не превышает порогового значения срабатывания блока 8 управления, и блок 8 управления вырабатывает сигнал запуска, включающий ключевой регулирующий элемент 2, если сигнал датчика 5 тока превысит пороговый уровень срабатывания блока 8 управления.Ток, протекающий через ключевой регулирующий элемент 2 и ШС-фильтр 3, начинает увеличиваться. Это приводит к увеличению напряжения на нагрузке 4, а также. уменьшению тока через регулирующий элемент б, которое продолжается до тех пор, пока сигнал датчика 5 не достигнет пОРога отпускания блока 8 управления, который при этом выключает ключевой регулирующий элемент 2 За время закрытого состояния ключевого регулирующего элемента 2 энергия, запасенная в ВЬС- -фильтр 3, разряжается через нагрузку 4, напряжение на которой постепенно уменьшается. Уменьшение напряжения на нагрузке 4 через блок 7 управления вызывает увеличение тока линейного регулирующего элемента 6. Сигнал датчика 5 тока начинает увеличиваться, пока не сработает блок 8 управления и включит ключевой регулирующий элемент 2. Далее описанный процесс повторяется, причем блок управления вырабатывает единичный логический сигнал, равный длительности включенного состояния ключевого регулирующего элемента 2. Этот единичный логический сигнал поступает на термозависимый ждущий мультивибратор 9 и прямой вход логического элемента ЗАПРЕТ 10 при каждом включении ключевого регулирующего элеМен- . та 2. Логический элемент 10 сравнивает длительности импульсов, поступающих от блока 8 управления и термозависимого ждущего мультивибратора 9Если длительность единичного логического импульса, поступающая от термозависимого ждущего.мультивибратора, больше длительности единичного логического сигнала,вырабатываемого блоком 8 управления, то логический элемент 10 своего состояния не изменяет и блок 11 выдержки време40 45 ни влияния на работу схемы не ока.зывает.При возникновении перегрузки регулирующие элементы 2 и 6 сдновременно включаются блоками 7 и 8 управления, стремящимися поддерживать заданное значение выходного напряжения на нагрузкеф 4, и в устройстве происходит перераспределение тока перегрузки ме жду этими регулирующими элементами, на которых начинает выделяться повышенная мощность потерь, причем длительность сигнала запуска ключевого регулирующего элемента 2 и единичного логического сигнала, вырабатываемых блоком 8 управления, увеличивается. Если длительность сигнала перегруз- ки, равная длительности единичного логического сигнала, вырабатываемого блоком 8 управления, превышает длительность сигнала термозависимого ждущего мультивибратора 9, то логический элемент 10 изменяет свое состояние и запускает блок 11 выдержки времени. Формируя сигналы выключения регулирующих элементов 2 и 6, этот сигнал принудительного выключения регулирующих элементов сни.мается по истечению времени, определяемому блоком 11 выдержки времени, и происходит повторное включение устройства. При повышении температуры окружающей среды длительность импульса, формируемого термоэависиьым ждущим мультивибратором. 9, уменьшается, В результате уменьшается время, в течение которого стабилизатор пропускает ток перегрузки;Таким образом достигается надежная защита стабилизатора в аварийных режимах перегрузки по току и нечувствительности стабилизатора к кратковременным эксплуатационным перегрузкам, что повышает общую надежность стабилизатора этого типа.дополнительное введение термозависимого ждущего мультивибратора, элемента ЗАПРЕТ, блока выдержки времени отличают предлагаемое устрой 102025 30 ство от известного, так как позволяет повысить надежность устройства.формула изобретенияНепрерывно-импульсный стабилизаторнапряжения, состоящий из включенных параллельно непрерывного и импульсного контуров регулирования,причем контур непрерывного регулирования содержит включенные последовательно датчик тока и линейныйрегулирующий элемент, к управляющемувходу которого подключен выход первого блока управления, входом под"ключенного к выходным выводам непрерывно-импульсного стабилизатора, аконтур импульсного регулированиясодержит включенные последовательноключевой регулирующий элемент иЛЕС-фильтр, второй блок управления,входом подключенный параллельно датчику тока контура непрерывного регулирования, а выходом - к управляющему входу ключевого регулирующего элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностиустройства, в него введены термозависимый ждущий мультивибратор, логический элемент ЗАПРЕТ с прямым и инверсным входами и блок выдержки времени, причем выходы блока выдержкивремени подключены к дополнительнымвходам первого и второго блоков управления, дополнительные выходы второго блока управления подключены квходу термозависимого ждущего мультивибратрра и к прямому входу элемента ЗАПРЕТ, выход которого подключенк входу блока выдержки времени, аинверсный вход -,к выходу термозависимого ждущего мультивибратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе9666 80 Составитель О.МещеряковаРедактор Л.Авраменко Техред С.Мигунова Корректор С,Шекма аказ илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,844/66 Тираж 914 ВНИИПИ Государственного, комипо делам изобретений и откр 13035, Москва, Ж, Раушская Подписнота СССРтийаб., д.4/5