Источник вторичного электропитания

(21 ) 4348058/24- (22) 28.12.87 (46) 23.06.90. Б (72) Р.Д,Летичев и А,Ю,Проскурин (53) 621,314.57( (56) Авторское с В 1177612, кл, САвторское сви У 1252876, кл, Н юл,. В 23ский, В.Г,Павлов 88.8)идетельство СССР 05 Р 1/56, 1983. етельство СССР 02 М 3/335, 1984 54) ИСТОАНИЯ ИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОП(57) Изобретен технике. и мож при .разработке электропитания повышение наде е относится элект ть испол зовано.ного истем втори Цель изобре ости функци м обеспечен ения - .нироваия системы пу ивой работы п рузке и корот стои пере- Устройи включен м замыкан ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССРство содержит регулируемыи импульсный преобразовательнапряжения сдатчиком 2 выходного тока, усилитель3 сигнала перегрузки по току, усилитель 12 сигнала нестабильностивыходного напряжения, первый 4 ивторой 17 компараторы, схемы ИЛИ 13,а также нелинейные элементы 18 и 20,токозадающие элементы 19 и 21, широтно-импульсный модулятор 16 и блок11 выбора режима, При пуске устройства или перегрузке (коротком замыкании) на управляющий вход преобразователя 1 напряжения поступают импульсы от модулятора 16, которые плавноувеличиваются от нуля до номинальногозначения без аварийного срабатыванияэлементов быстродействующей защиты потоку, устраняя режим неустойчивойработы устройства и повышая его надежность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано приразработке систем вторичного. элекпропитания,Целью изобретения является повышение надежности функционирования путем обеспечения устойчивой работы привключении, перегрузке и коротком замыкании, 10На чертеже приведена функциональная схема источника вторичного электропитания,Источник содержит регулируемый им пульсный преобразователь 1 напряженя с датчиком 2 выходного тока, подключенным к входу усилителя 3 сгнала перегрузки по току и к первому входу первого компаратора 4, соединенного вторым входом с источником у 5;опорногонапряжения, а выходом через одновибратор 6 - с управляющим в 1 одом первого блока 7 запрета и входом обнуляющего ключа 8, соединеннот го выходом с обнуляющим входом емостного накопителя 9, подключенного Зарядным входом к выходу зарядного элемента 10, Реализацией зарядного члемента 10 может быть, например, последовательное соединение резистораисточника напряжения. Выход емкостого накопителя 9 подключен к первому входу блока 11 выбора режима, который может быть выполнен на диоах. Усилитель 12 сигнала нестабиль 35 ости выходного напряжения, соедиенный входом с выходом регулируемого импульсного преобразователя 1 напряжения, управляющий вход которо го через первый блок 7 запрета соединен с выходом схемы ИЛИ 13, первый Вход которой соединен с выходом эа;,. дающего генератора 14 коротких такт тирующих импульсов через второй 45 блок 15 запрета, а второй вход соединен с выходом блока 11 выбора режима через широтно-импульсный модулятор 16, вход синхронизации которого соединен с выходом задающего генера 50 Фора 14 коротких тактирующих импульсов, второй компаратор 17, выход которого соединен с управляющим ходом второго блока 15 запрета, выход первого нелинейного элемента 18 . соединен с выходом усилителя 3 перегрузки по току, а выход подключен к второму входу блока 1 выбора .режима, первому входу второго компара-тора 17 и первому токозадающему элементу 19, вход второго нелинейного элемента 20 соединен с выходом усилителя 12 сигнала нестабильности напряжения, а выход подключен к третьему входу блока 11 выбора режима, второму входу второго компаратора 17 и второму токозащитному элементу 21.Источник работает следующим образом. При подаче напряжения питающей сети напряжения на выходе усилителя 12 сигнала нестабильности выходного напряжения и на выходе усилителя 3 сигнала перегрузки по току устанавливаются некоторое время одинаково предельно максимальными, поскольку напряжения на выходе импульсного преобразователя 1 .и на датчике 2 тока ниже опорных пороговых напряжений, относительно которых они сравниваются. Однако напряжения на выходах нелинейных элементов 18 и 20 отличаются друг от друга, а именно выходное напряжение первого нелинейного элемента 18, выполненного, например, иа транзисторе типа и"р-п, ниже выходного напряжения второго нелинейного элемента 20, выполненного, на- пример, на транЗисторе типа р-п-р, на величину, равную суммарному падению напряжения на переходах базаэмиттер транзисторов противополож-. ного типа проводимости эа счет протекания через эмиттерные переходы разнополярных транзисторов токов токозадающих элементов 19 и 21. Поэтому второй компаратор 1 вырабатывает сигнал, соответствующий перегрузке по току импульсного преобразователя 1, при котором второй блок 15 запрета заперт и не пропускает импульсы от задающего генератора 14 на управляющий вход импульсного преобразователя 1 напряжения, В результате в переходном режиме включения ИВЭП на управляющий вход импульсного преобразователя 1 напряжения поступают только импульсы широтно-импульсного модулятора 16, которые плавно увеличиваются от нуля до номинального значения под действием (через блок 11 выбора режима) плав-. но нарастающего напряжения.емкостного накопителя 9 за счет заряда его током зарядного устройства 10, Врезультате на выходе импульсного преобразователя 1 обеспечивается плавное нарастание тока, которое может быть отслежено ограниченным по быстродействию усилителем 3 сигнала перегрузки по току без срабатывания элементов быстродействующей защиты (первого компаратора 4, одновибратора 6 и первого блока 7 запрета), Поэтому при подаче напряжения питающей сети в предлагаемом ИВЭП исключаются условия неустойчивого включения,В установившемся режиме, когдавеличина выходного тока импульсногопреобразователя 1 меньше предельнодопустимого значения, напряжение навыходе второго нелинейного элемента20 меньше, чем напряжение на выходепервого нелинейного элемента 18. Приэтом блок .11 выбора режима обеспечивает управление широтно-импульсныммодулятором 16 от усилителя 12 сигнала нестабильности выходного напряжения через второй нелинейный элемент 20, Широтно-импульсный модулятор16 вырабатывает импульсы такой дли-.тельности, которая необходима длястабилизации выходного напряженияпреобразователя 1,Управление преобразователем 1производится широтно-модулированнымиимпульсами через последовательно соединенные схему ИЛИ 13 и первый блок7 запрета, который в этом режимеработы ИВЭП находится в отпертомсостоянии, Частота следования импульсов широтно-импульсного модулятора16 определяется частотой следованияимпульсов задающего генератора 14,Передний фронт широтно-модулированных импульсов определяется переднимфронтом импульсов задающего генератора 14, длительность которых выбирается существенно меньше периодаследования, В результате сравнениявыходных напряжений нелинейных элементов 18 и 20 второй компаратор 17вырабатывает напряжение, отпирающеевторой блок 15 запрета, Импульсызадающего генератора 14 поступаютна второй вход схемы ИЛИ 13 черезотпертый второй блок 15 запрета. Поскольку в режиме стабилизации напряжения длительность широтно-модулированных импульсов всегда больше длительности импульсов задающего ге дулированных импульсов стремитсяк нулю, в результате чего ток на выходе преобразователя 1 остается на 55 .передний фронт которого сОвпадает с фронтом скачка выходного напряжения 5 10 15 20 25 30 35 40 нердтора 14, то последние перекрываются по длительности широтно-модулированными импульсами и не влияют на их длительность.Если величина выходного тока преобразователя 1 достигает предельно допустимого значения, то напряжение на выходе первого нелинейного элемента 18 становится меньше, чем напряжение на выходе второго нелинейного элемента 20. При этом блок 11 выбора режима обеспечивает управление широтно-импульсным модулятором 16 от усилителя 3 сигнала перегрузки по току, через первый нелинейный элемент 18,При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки преобразователя 1 широтно-импульсный модулятор 6 вырабатывает импульсы такой длительности, которая необходима для ограничения (стабилизации) на предельно допустимом уровне выходного тока преобразователя 1, При этом на выходе последнего напряжение уменьшается, а величина тока сохраняется на предельно допустимом уровне. В этом режиме работы ИВЭП блок 7 запрета также находится в отпертом состоянии, Второй ком-,. паратор 17, сравнивая выходные сигналы нелинейных элементов 18 и 20, вырабатывает напряжение, запирающее второй блок 15 запрета, В этом режиме ИВЭП импульсы задаюшего генератора 14 не поступают на второй вход схемы ИЛИ 13 и не влияют на длительность широтно-модулированных импульсов.При плавном уменьшении сопротивления нагрузки ИВЭП, вплоть до короткого замыкания, длительность широтно-моуровне предельно допустимой величины,При мгновенном коротком замыкании на выходе преобразователя 1 на датчике 2 тока образуется перепад напряжения,. величина которого превышает напряжение опорного источника 5, При этом на выходе первого компаратора 4 формируется скачок напряжения с крутым фронтом, который запускает одновибратор 6, Последний формирует импульс заданной длительности,. первого компаратора 4, Первый блок7 запрета во время действия импульса одновибратора 6 запрещает поступле 157351нне как широтно в модулированн импульсов, так и импульсов задающего генератора 14 на вход управления регулируемого импульсного преобразователя 1 В результате достигается безынерцнонное запирание силовых ключей регулируемого импульсного преобразователя 1 по сигналу перегрузки по току, ДлителЬность импульса одновибртора 6 выбирается достаточно большОй, чтобы в течение этого импульса вь одной ток преобразователя уменьш лся практически до нуля. Одноврем нно импульс одновибратора 6 поступает на управляющий вход обнуляющего ключа 8, который разряжает емкостной на 1 копитель 9, Низкий уровень напряжен я разряженного емкостного накопителя через блок 11 выбора режима поступает на вход широтно-импульсного модулятора 16.При этом напряжения на выходе усилтеля 12 сигнала нестабильности выходного напряжения и на выходе уси лйтеля 3 сигнала перегрузки по току СМановятся одинаковыми предельно максимальными, поскольку напряжения на выходе импульсного преобразователя 1 и на датчике 2 тока стали ниже 30 отборных пороговых напряжений, относительно которых они сравниваются, Напряжение же на выходе первого нелинейного элемента 18 ниже выходного напряжения второго нелинейного эле 35 мента 20. Поэтому второй компаратор 17 вырабатывает сигнал, при котором второй блок 15 запрета становится запертым и не пропускает импульсы от задающего генератора 14 на управляющий вход импульсного преобразователя 1 напряжения. Длительность им-, пульсов широтно-импульсного модулятора 16 равна нулю при разряженном емкостном накопителе 9. После оконча ния импульса одновибратора 6 первый бЛок 7 запрета отпирается, обнуляющий ключ 8 запирается, и напряжение на емкостном накопителе 9 плавно увеличивается за счет заряда его током зарядного50 элемента 10. При этом длительность иМпульсов широтно-импульсного модулятора 16 плавно увеличивается от ну; ля. Выходной ток ИВЭП возрастает с ограниченной скоростью, которая отслеживается ограниченным по быстро 55 действию усилителем 3 сигнала перегрузки по току, и стабилизируется иа предельно допустимом уровне,После снятия короткого замыкания напряжение на выходе ИВЭИ достигает номинального значения, и устройство переходит в режим стабилизациинапряжения,При дистанционном включении ИВЭП(при наличии напряжения питающейсе.ти на входе ИВЭП) путем, например,запирания обнуляющего ключа 8 такжеисключены условия неустойчивоговключения, поСкольку в этом случаев переходном режиме включения напряжение на выходе первого нелинейногоэлемента 18 ниже напряжения на выходе второго нелинейного элемента20, и второй компаратор 17 вырабатывает напряжение, запрещающее подмешивание импульсов задающего генератора 14 к широтно-модулированным импульсам, плавно увеличивающим длительность от нуля до номинального значения,Таким образом, предлагаемый источник повышает надежность функционирования ИВЭП в переходных режимах: при включении, при перегрузке (коротком замыкании) и при скачкообразном изменении нагрузки,Формула изобретения1,Источник вторичного электропитания, содержащий регулируемый импульсный преобразователь напряжения с датчиком выходного тока, который подключен к входу усилителя сигнала перегрузки по току и к первому входу первого компаратора, соединенного вторым входом с источником опорного напряжения, а выходом через одновибратор - с управляющим входом первого блока запрета и входом обнуляющего ключа, соединенного выходом с обну- . ляющим входом емкостного накопителя, подключенного зарядным входом к выходу зарядного элемента, а выходом - к первому входу блока выбора режима, усилитель сигнала нестабильности выходного напряжения,соединенный входом с выходом регулируемого импульсного преобразователя напряжения, управляющий вход которого через первый блок запрета соединен с выходом схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом задающего генератора коротких тактирующих импульсов через второй блок запрета, а второй входСоставитель И,ВойтовичТехред Л,Сердюкова Корректор М,Максимишинец РедактЬр Н.РогуличЗаказ 1646 Тираж 501 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 соединен с выходом блока выборарежима через широтно-импульсныймодулятор, вход синхронизации которого соединен с выходом задающего генератора коротких тактирующих импульсов, второй компаратор, выходкоторого соединен с управляющим входом второго блока запрета, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности функционирования путем обеспечения устойчивой работы при включении, перегрузке и коротком замыкании, в него введены дванелинейных и два токозадающих элемента, при этом вход первого нелинейного элемента соединен с выходомусилителя перегрузки по току, авыход подключен к второму входу бло 73511 10ка выбора режима, первому входу второго компаратора и первому токозадающему элементу, вход второго нелиней 5ного элемента соединен с выходом усилителя сигнала нестабильности выходного напряжения, а выход подключенк третьему входу блока выбора режима,второму входу второго компаратора ивторому токоэадающему элементу,2.Источник по п.1, о т л и ч а ю - .щ и й с я тем, что первый нелинейный элемент выполнен на транзисторетипа п-р-п-проводимости, а второй15 нелинейный элемент - на транзисторетчпа р-п-р-проводимости, причем базытранзисторов являются входами нели,нейных элементов, а эмиттеры - выходами нелинейных элементов,