Стабилизированный источник питания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нн 993228(22) Заявлено 21,01.81 (21) 3238112/24-07с присоединением заявки Й 2 РМ К з С 05 г 1/58 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 30.01.83(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи.Известен стабилизированный источ" ник питания, содержащий предварительный каскад с конденсатором Фильтра и выходной преобразователь с силовыми шинами питания, задающий генератор и усилитель обратной связи с источником эталонного напряжения, триггер и узлы сравнения напряжений, подключенные к двухполярным шинам вспомогательного питания, резистивные делители, резисторы, конденсаторы и диоды 1).Однако укаэанное устройство обладает низкой надежностью из-за наличия в выходном преобразователе сквозных токов, низкими весо-габаритными и энергетическими характеристиками.изза увеличенных трансформаторов и гро" моздких дросселей, кроме того в нем отсутствуют защиты от перегрузки по току и перенапряжению на выходе преобразователя.Наиболее близким к предлагаемому является стабилизированный источник питания, содержащий предварительный регулирующий каскад с конденсаторомФильтра и выходной преобразователь напряжения, подключенные к силовым шинам питания, задающий генератор иусилитель обратной связи с источником эталонного напряжения, триггери узел сравнения напряжения, подсоединенные к двухполярным шинам вспомогательного питания, резистивный делитель, потенциометр, резисторы, конденсаторы и диоды 21, .Однако источник характеризуетсянизкой надежностью и наличием в выходном преобразователе сквозных токов иэ-эа инерционности транзистороввыходного преобразователя, посколькупроводящий транзистор не успеваетзакрыться к тому моменту, когда включается в работу закрытый перед этим.Появляются значительные сквозные токи, которые приводят к перегрузкамтранзисторов, снижают КПД. Кроме того, в устройстве отсутствует защитаот перегрузки по току и перенапряже нию на выходе преобразователя. Цель изобретения - защита от перегрузки, повышение надежности и защиты транзисторов выходного преобра- ЗО зователя от сквозных токов.Указанная цель достигается тем, что в стабилизированный источник питания введены датчик перегрузки, токовый усилитель, компаратор и транзистор, при этом датчик перегрузки включен в цепь силовой шины отрицательной полярности первым выводом к конденсатору фильтра и через первый резистор к неинвертирующему входу токового усилителя, а вторым - к выкодному преобразователю напряжения и через второй резистор - к неиннертирующему входу токового усилителя, между входами токового усилителя подключен реэистивный делитель, средняя точка которого соединена с источником эталонного напряжения, второй вывод датчика перегрузки через последовательно включенные первый конденсатор, третий резистор, первый диод и четвертый резистор подсоединен к неиннертирующему входу компаратора, выход которого через последовательно соединенные пятый резистор, второй диод и базо-эмиттерный переход транзистора подключен к нулевой шине вспомогательного питания, причем иннер тирующий вход компаратора через шестой резистор соединен с одноименным входом задающего генератора, выход которого через последовательно подсоединенные. седьмой резистор, второй 3 О конденсатор, базо-коллекторный переход транзистора и восьмой резистор подключен к положительной шине вспомогательного питания, кроме того, общая точка втораго конденсатора и 35 седьмого резистора через третий диод катодом, а база транзистора через девятый резистор соединены с нулевой шиной вспомогательного питания, причем коллектор транзистора соединен с логическим входом узла сравнения напряжения.Кроме того в источник питания вве/ден усилитель напряжения, включенный неинвертирующим входом к средней точке упомянутого реэистивного делителя, подключенного между положительной и отрицательной шинами вспомогательного питания, а инвертирующим вхо" дом - к подвижному выводу введенного переменного резистора, включенного параллельно источнику эталонного напряжения, причем выход усилителя через четвертый диод подключен к общей точке первого диода и четвертого резистора, 55На чертеже представлена схемастабилизированного источника питания.Устройство содержит преднарительный регулирующий каскад 1, выполненный по принципу вольтодобавки, с конденсатором Фильтра 2, выходной преобразователь 3 с силовыми шинами от" рицательной 4 и положительной 5 полярностей, задающий генератор б на операционном усилителе, усилитель 7 5 обратной связи с источником 8 эталонного напряжения, триггер 9 со счетным входом 10, узел 11 сравнения напряжения с логическим входом 12, днухполярные шины 13 и 14 нспомогательного питания с шиной 15 нулевого потенциала. В шину 13 положительного потенциала включен последовательный балластный каскад 16, Между шинами 13 и 15 включены через резистор 17 силоным переходом транзистор 18, через резистор 19 - транзистор 20, база транзистора 18 через конденсатор 21 и резистор 22, а база транзистора 20 через резистор 23 подключены к выходу задающего генератора 6, причем коллектор транзистора 18 подключен к входу 12 .узла 11 сравнения напряженийа коллектор транзистора 20 ко входу 10 триггера 9.Между эмиттером и базой транзистора 18 включен резистор 24. Общая точка резистора 22 и конденсатора 21 через диод 25 катодом подключена к шине 15, В силовую шину 4 лежку конденсатором 2 и выходным преобразователем 3 включен датчик 26 перегрузки . Общая точка его с конденсатором 2 через резистор 27 подключена к инвертирующему входу 28 усилителя 29. Другой конец датчика 26 подключен через резистор 30 к неинвертирующему входу 31 усилител 9 29. Входы 28 и 31 соединены один с другим через резистивный делитель 32 и через среднюю точку 33 - с источником эталонного напряжения 8Выход усилителя 29 через резистор 34 и конденсатор 35 подключен к резистору 30, а через диод 36 и резистор 37 - к неинвертирующему входу 38 компаратора 39. Выход компаратора 39 через резистор 40 и диод 41 соединен с базой транзистора 18.Между шинами 13 и 14 вспомогательного питания подключен питающими нходами усилитель 42, выполненный на операционном усилителе. К неинвертирующему входу 43 подключен средней точкой реэистивный делитель 44, включенный крайними точками к шинам 13 и 14. Выход усилителя 42 через диод 45 соединен с общей точкой резистора 37 и диода 36. Параллельно источнику эталонного напряжения 8 подсоединен переменный резистор 46, соединенный своим подвижным выводом с инвертирующим входом 47 усилителя 42. Выходы узла сравнения напряжений подключены к вспомогательному преобразователю 48 с вспомогательным трансформатором 49 для управления выходным преобразователем 3, На выходе источника питания установлен узел 50 запуска, выход которого через раэнязывающий диод 51 подключен к шине 13. Вспомогательный источник 52 с трансформатором 53 запитывается от выходного преобразователя 3. Управление регулирующим каскадом 1 осуществляется от токового переключателя 54, получающего сигналы от второго узла 55 сравнения, на один вход которого поступает с входа задающего генератора 6 сигнал пилообразной формы, на другой - сигнал с выхода усилителя 7 обратной связи. Трансформатор 49 управляет работой транзистора 56. 1 ОУстройство работает следующим образом.При подаче входного напряжения вклюжется узел запуска 50, на шинах 13-15 появляются раэнопойярные напря жения.Запускается задающий генератор б,триггер 9,первый узел 11 сравнения, вспомогательный преобразователь 48 с трансформатором 49, который управляет работой преобразователя 3, а 20 следовательно, и трансформатором 5 З. Трансформатором 53 вспомогательного источника 52 создается и обеспечивается напряжение на шинах 13"15, после чего узел 50 запуска выкгюча ется. За выходным стабилизированным напряжением следит усилитель 7 обратной связи.Его выходной сигнал и сигнал пилообразной Формы генератора 5 .формируют в узле 55 сравнения шимми" 30 рованный сигнал, который управляет токовым переключателем и регулирующим каскадом 1, выполненный по схеме вольтодобавки.С выхода задающего генератора 6 прямоугольное напряжение через резистор 22 поступает на дифференцирующий конденсатор 21, резистор 24, транзистор 18. Постоянное напряжение с импульсами просечки подается на логический вход 12 узла 11 сравнения на .другие входы узла 11 сравнения поступают сигналы с триггера 9, в который через транзисторы 20 на счетный вход 10 подаются коммутирующие импульсы генератора 6. 45В результате логического сложения сигналов в узле 11 образуются импуль" сы, поступающие на управление вспомогательного преобразователя 48, Под действием импульсов в напряжении 50 трансформатора 49 возникает пауза на включение транзистора 56 преобразователя 3, длительность которой обеспечивает выключение проводящих перед этим транзисторов преЬбраэо вателя 3. В результате чего исчезают в преобразователе 3 сквозные токи, повышается надежность, улучшаются весо-габаритные и энергетические характеристики, бОПри перегрузке по току на выходе преобразователя 3 увеличивается ток в датчике 26 и растет падение напряжения, под действием которого на выходе усилителя 29 и неинвертирующем 65 входе компаратора 39 повышается положительный урс,вень напряжения. На другой вход компаратора поступает пи" ,лообразное напряжение и на его выходе формируются положительные им- пульсы, скважность которых снижается с увеличением тока перегрузки.Время открытого состояния транзистора 18 увеличивается, и приводит .к закрыванию транзисторов преобразова теля 3. Тем самым ограничивается входной токПри перенапряжении ьа выходе преобразователя 3, вызванном неисправностью в усилителе 7 обратной связи или токовом переключателе 54, повышается напряжение на шинах 13 и 14, а следовательно, и на неинвертирующем входе усилителя 42, что вызывает рост напряжения на его выходе и входе компаратора 39. Сигнал с компара" тора 39 увеличивает паузу на логическом входе 12 узла 11 сравнения и тем самым уменьшается открытое со,стояние транзисторов преобразователя 3 за период рабочего цикла . Напряжение на выходе уменьшается.Таким образом, в предлагаемом устройстве повышается надежность, защищаются транзисторы 56 выходного преобразователя 3 от сквозных токов, улучшаются весо-габаритные и энергетические характеристики, обеспечиваются защиты от перегрузки по току и перенапряжению на выходе преобразователя.формула изобретения1. Стабилизированный источник питания, содержащий предварительный ре-. гулирующий каскад с конденсатором фильтра и выходНой преобразователь напряжения, подключенные к силовым шинам питания, задающий генератор и усилитель обратной связи с источником эталонного напряжения, триггер и узел сравнения напряжения, подсоединенные к двухполярным шинам вспомогательного питания, резистивный делитель, потенциометр, резисторы, конденсаторы и диоды, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью защиты от перегрузки, устранения сквозных токов в транзисторах выходного преобразователя напряжения и повышения надежности, в него введены датчик перегрузки, токовый усилитель, компаратор и транзистор, при этом датчик перегрузки включен в цепь силовой шины отрицательной полярности первым выводом к конденсатору фильтра и через первый резистор к неинвертирующему входу токового усилителя, а вторым - к выходному преобразователю напряжения и через второй резистор - к993228 Заказ 478/б 4 Тираж 872 Подписно НИИ лиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 неинвертирующему входу токового усилителя, между входами токового усилителя подключен реэистивный делитель, средняя точка которого соединена с источником эталонного напряжения, втоРой вывод датчика перегрузкичерез последовательно включенные первый конденсатор, третий резистор,первый диод и четвертый резистор подсоединен к неинвертирующему входукомпаратора, выход которого черезпоследовательно соединенные пятыйрезистор, второй диод и баэо-эмиттерный переход транзисторов подключенк нулевой шине вспомогательного питания, причем инвертирующий вход компаратора через шестой резистор соеди -нен с одноименным входом задающегогенератооа, выход которого через последовательно подсоединенные седьмой резистор, второй конденсатор, базо-коллекторный переход транзистораи восьмой резистор подключен к положительной шине вспомогательного питания, кроме того, общая точка второго конденсатора и седьмого резистора через третий диод катодом, а база транзистора через девятый реэистор соединены с нулевой шиной вспомогательного питания, причем коллектор транзистора соединен с логическимвходом узла сравнения напряжения.2. Источник питания по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью защиты от перенапряжения, в неговведен усилитель напряжения, включенный неинвертирующим входом к среднейточке упомянутого реэистивного дели О теля, подключенного между положительной и отрицательной шинами вспомогательного питания, а инвертирующимвходом - к подвижному выводу введенного переменного резистора, включен ного параллельно источнику эталонного напряжения, причем выход усилителя через четвертый диод подключен кобщей точке первого диода и четвертого резистора,20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоОСССР В 758425, кл. Н 02 И 3/335, 1978.2. Авторское свидетельство СССР Р 525208, кл. 6 05 Г 1/5 б, 1974.