Источник питания

Источник питания предназначен для питания стабилизированным напряжением и током мощных высокочувствительных радиотехнических устройств, в том числе в системах автоматизированного контроля. Источник питания представляет собой настольный лабораторный прибор. Техническим результатом заявленной полезной модели является реализация источника питания постоянного тока мощностью до 800 Вт с возможностью дистанционного переключения напряжения посредством ПЭВМ, в котором полностью отсутствуют высокочастотные пульсации, а уровень низкочастотных не превышает 5 мВ. Указанная мощность при минимальном размере достигается введением предварительного стабилизатора напряжения, позволяющего поддерживать на выходе выпрямителя стабилизированное постоянное напряжение, которое всегда больше выходного напряжения примерно на 4 В. Схема управления на микроконтроллере дает возможность управления выходными напряжением и током со встроенной клавиатуры и дистанционно с использованием ПЭВМ с шагом 100 мВ/100 мА.

Источник питания предназначен для питания стабилизированным напряжением и током мощных высокочувствительных радиотехнических устройств, в том числе в системах автоматизированного контроля. Он представляет собой настольный лабораторный прибор.

Наиболее близким к заявленной полезной модели по технической сущности является импульсный источник питания АКИП-1126 (http://www.jais.ru/akipll26.htm), соответствующий требованиям, предъявляемым к источникам питания для проведения большинства контрольно-регулировочных операций. Их схожими возможностями являются: высокая мощность, универсальный интерфейс для интеграции в измерительные системы, удобная панель управления с кнопками прямого ввода значений, точные измерения выходных параметров с помощью встроенных вольтметра и амперметра, компенсация падения напряжения при подключении удаленной нагрузки, цифровая индикации установленных напряжения и тока.

Недостатком прототипа является присутствие в выдаваемом источником постоянном напряжении высокочастотных импульсных помех амплитудой до 60 мВ, неизбежных из-за принципа работы такого вида устройств, что создает в питающем напряжении высокочувствительных приемных устройств заметный помеховый фон, наличие которого затрудняет качественную настройку и контроль ряда параметров вышеуказанных устройств (например, чувствительности). А также высокая стоимость, трудность ремонта из-за недоступности схем и комплектации, неудобная колодка для подключения нагрузки и меньшая надежность, обусловленная как сложностью схемы, так и режимом работы.

Техническим результатом заявленной полезной модели является реализация источника питания постоянного тока мощностью до 800 Вт с возможностью дистанционного переключения напряжения посредством ПЭВМ, в котором полностью отсутствуют высокочастотные пульсации, а уровень низкочастотных не превышает 5 мВ.

Указанная мощность при минимальном размере достигается введением предварительного стабилизатора напряжения, позволяющего поддерживать на выходе выпрямителя стабилизированное постоянное напряжение, которое всегда больше выходного напряжения примерно на 4 В.

Схема управления на микроконтроллере дает возможность управления выходными напряжением и током со встроенной клавиатуры и дистанционно с использованием ПЭВМ с шагом 100 мВ/100 мА.

При тех же характеристиках источник дешевле и ремонтопригоднее.

На фигуре 1 приведена структурная схема заявленного источника питания, состоящего из платы источника питания, платы переключения и элементов, установленных на корпусе и радиаторах.

Схема состоит из предварительного стабилизатора и последующего главного стабилизатора. Предварительный стабилизатор вырабатывает из переменного напряжения сети посредством мостовой выпрямительной схемы на тиристорно-диодных модулях (на шасси) стабилизированное постоянное напряжение на зарядных конденсаторах (на шасси), которое всегда больше выходного напряжения примерно на 4 В.

Момент отпирания тиристоров модулей определяется путем сравнения напряжения на исполнительном звене главного регулятора с пилообразным напряжением, синхронным с сетью. Это сравнение проводит операционный усилитель.

Генератор пилообразного напряжения построен на микросхеме, транзисторе, а также резисторе и конденсаторе. Конденсатор заряжается через резистор и разряжается через транзистор при прохождении переменного напряжения через ноль.

Главный стабилизатор выполнен по обычной схеме. В качестве регулируемых усилителей для режимов стабилизации тока и напряжения используются операционные усилители.

Плата управления включает микроконтроллер, выполняющий функцию формирования сигналов в зависимости от выбранного напряжения или тока, введенных вручную, или кодов, полученных при дистанционном управлении. Они подаются на входы цифро-аналоговых преобразователей, которые формируют опорные напряжения для стабилизаторов напряжения и тока. Кроме этого на плате размещены схемы гальванической развязки сигналов приема-передачи контроллера и персонального компьютера (ПК) по интерфейсам RS-232 и USB, а также сигналов, необходимых для установки тока стабилизации. Они включает в себя: источники питания +5 В и схему развязки, собранную на оптронах.

Конструктивно источник питания выполнен как настольный лабораторный прибор.

На передней панели размещены: жидкокристаллический индикатор; тумблер "СЕТЬ"; клавиатура для ручной установки напряжения выхода и тока стабилизации и управления дополнительными функциями; щитовые электроизмерительные приборы; светодиоды «U» и «I», указывающие на режим стабилизации напряжения или режим стабилизации тока; выходные силовые зажимы; зажимы «УН» для подключения проводников, соединяющих источник и входные зажимы удаленной нагрузки (работа по 4-х проводной схеме подключения нагрузки); переключатель «УН ВКЛ» для установления режима компенсации напряжения при работе на удаленной нагрузке.

Печатные плата источника питания и плата управления закреплены на шасси прибора.

Зажим заземления, разъем "ДУ", держатели предохранителей находятся на задней панели.

Заявленный источник питания изготавливается промышленным способом из доступных материалов с помощью общеизвестных средств.

Источник питания, содержащий плату источника питания, соединенную с платой переключения, отличающийся тем, что в плату источника питания дополнительно введен предварительный стабилизатор напряжения, реализованный на базе тиристорно-диодных модулей с зарядными конденсаторами, последовательно соединенный с главным стабилизатором, а плата управления на микроконтроллере подключена к главному стабилизатору.