Блок питания
Полезная модель относится к силовой электронике, в частности к источникам питания, и может быть использована для создания источников питания лазеров.
Предложен блок питания, содержащий устройство сравнения, первый и второй транзисторы, индуктивность, датчик тока, первый выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом первого транзистора, второй выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом второго транзистора, первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания.
Новизна предложения состоит в том, что дополнительно введен усилитель сигнала датчика тока, вход которого электрически связан с выходом датчика тока, а выход электрически связан с входом устройства сравнения.
Блок питания обеспечивает уменьшение пульсаций выходного тока блока питания, протекающего через нагрузку.
1 илл.
Полезная модель относится к силовой электронике, в частности к источникам питания, и может быть использована для создания источников питания лазеров.
Известно зарядное устройство для аккумуляторов [1], содержащее устройство сравнения, первый и второй транзисторы, индуктивность, датчик тока, в качестве которого используется резистор. Первый выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом первого транзистора, второй выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом второго транзистора, а вход электрически связан с выходом датчика тока. Первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания. Второй вывод индуктивности электрически связан с первым выводом датчика тока, второй вывод которого электрически связан с первым выводом заряжаемого аккумулятора, второй вывод которого электрически связан с земляной шиной.
В связи с тем, что датчик тока находится в электрической цепи между индуктивностью и заряжаемым аккумулятором, для подачи сигнала с датчика тока на вход устройства сравнения необходимо иметь два соединительных проводника, что не всегда удобно, например, в тех случаях, когда размеры имеют существенное значение.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является блок питания (далее - БП) [2], содержащий устройство сравнения, первый и второй транзисторы, индуктивность, датчик тока, в качестве которого используется резистор. Первый выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом первого транзистора, второй выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом второго транзистора, первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания, при этом второй вывод индуктивности электрически связан с первым выводом заряжаемого аккумулятора, второй вывод которого электрически связан с первым выводом резистора, второй вывод которого электрически связан с земляной шиной.
В связи с тем, что резистор находится в электрической цепи между заряжаемым аккумулятором и земляной шиной, для подачи сигнала с этого резистора на вход устройства сравнения, необходим один проводник для подачи сигнала на устройство согласования.
Однако в указанном БП [2] из-за малого сигнала с датчика тока устройство сравнения срабатывает не во всех режимах, что вызывает увеличение пульсаций тока через нагрузку.
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение пульсаций выходного тока БП, протекающего через нагрузку.
Сущность полезной модели заключается в том, что в блок питания, содержащий устройство сравнения, первый и второй транзисторы, индуктивность, датчик тока, при этом первый выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом первого транзистора, второй выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом второго транзистора, первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания, дополнительно введен усилитель сигнала датчика тока, вход которого электрически связан с выходом датчика тока, а выход электрически связан с входом устройства сравнения.
Введение в БП усилителя сигнала датчика тока, вход которого электрически связан с выходом датчика тока, а выход электрически связан с входом устройства сравнения, позволяет обеспечить стабильное срабатывание устройства сравнения и, таким образом, уменьшить пульсации тока через нагрузку.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фигуре представлена функциональная схема БП.
БП содержит устройство сравнения 1, первый и второй транзисторы 2 и 3, соответственно, индуктивность 4, усилитель 5 сигнала датчика тока 6, датчик тока 6, в качестве которого в одном из возможных вариантов выполнения применен резистор, включенный последовательно с нагрузкой 7. Устройство сравнения 1 выполнено на микросхемах IR2104SPBF и LM397MF. В качестве первого и второго транзисторов 2 и 3 применены транзисторы IRF1104PBF. Первый выход указанного устройства 1 электрически связан с управляющим выводом первого транзистора 2, второй выход электрически связан с управляющим выводом второго транзистора 3. В качестве индуктивности 4 использован дроссель с индуктивностью около 100 мкГенри. Усилитель 5 сигнала датчика тока 6 выполнен на микросхеме LMC7101AIM5. В качестве датчика тока 6 используется резистор OAR1-R010FI. Вход усилителя 5 сигнала датчика тока 6 электрически связан с выходом датчика тока 6, а выход усилителя 5 электрически связан с входом устройства сравнения 1. Первые силовые выводы первого 2 и второго 3 транзисторов и первый вывод индуктивности 4 электрически связаны между собой, а вторые силовые выводы первого 2 и второго 3 транзисторов предназначены для подачи напряжения питания.
БП работает следующим образом.
При подаче напряжения питания на БП открывается первый транзистор 2 (второй транзистор 3 в это время закрыт) и ток от источника питания течет возрастая через индуктивность 4 и через нагрузку 7. Сигнал, поступающий с выхода датчика тока 6 на вход усилителя 5, усиливается и с выхода усилителя 5 поступает на вход устройства сравнения 1. При достижении максимального порогового значения тока через нагрузку 7 устройство сравнения 1 подает сигнал закрывания на первый транзистор 2 и одновременно сигнал открывания на второй транзистор 3.
При закрывании первого транзистора 2 и открывании второго транзистора 3 ток, протекающий через нагрузку 7 и датчик тока 6, уменьшается, и при достижении минимального порогового значения тока устройство сравнения 1 подает сигнал открывания на первый транзистор 2 и одновременно сигнал закрывания на второй транзистор 3. Первый транзистор 2 открывается (второй транзистор 3 в это время закрыт), и ток от источника питания течет возрастая через индуктивность 4, нагрузку 7 и датчик тока 6. При достижении максимального порогового значения тока устройство сравнения 1 подает сигнал закрывания на первый транзистор 2 и одновременно сигнал открывания на второй транзистор 3. При этом ток, протекающий через датчик тока 6, периодически растет до максимального порогового значения и спадает до минимального порогового значения, а ток через нагрузку 7 поддерживается со сглаженными пульсациями вследствие наличия индуктивного фильтра из индуктивности 4.
Таким образом, вследствие обеспечения стабильной работы устройства сравнения достигается уменьшение пульсаций выходного тока БП, протекающего через нагрузку.
Использованные источники информации:
1. http://www.farnell.com/datasheets/77082.pdf. - Adjustable-output, switch-mode current source with synchronous rectifier. - Page 7, fig.2b.
2. http://www.farnell.com/datasheets/77082.pdf. - Adjustable-output, switch-mode current source with synchronous rectifier. - Page 7, fig.2a. - Прототип.
Блок питания, включающий устройство сравнения, первый и второй транзисторы, индуктивность, датчик тока, при этом первый выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом первого транзистора, второй выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом второго транзистора, первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания, отличающийся тем, что дополнительно содержит усилитель сигнала датчика тока, вход которого электрически связан с выходом датчика тока, а выход электрически связан с входом устройства сравнения.
