Стабилизированный источник питания (его варианты)

 

1. Стабилизированный источник питания, содержащий последовательно включенные шуйтирующий диод, первый транзисторный ключ, блок управления и дроссель, свободный конец которого подключен к первой выходной клемме и через диод подсоединен к одному вы ходному выводу, стабилизатора напряжения , другой выходной вывод которог соединен с второй выходной клеммой, обратный диод, включенный между обще точкой первого транзисторного ключа и блока управления и второй выходной клеммой, -и входные клеммы, причем вывод управления первого транзисторного ключа подключен к первому выходному выводу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД с одновременным расширением функциональных возможностей, в него введен второй транзисторный ключ, включенный между первой входной клеммой и общей точкой шунтирующего диода и первого транзисторного ключа, вторая входная клемма соединена с общей точкой диода и стабилизатора напряжения, а свободный вывод шунти-. рующего диода подключен к второй входной клемме, вывод управления второго транзисторного ключа подключен к введенному второму выходному выводу блока управления, йричем блок управления содержит два канала с релейными выходами разного уровня, канал с : меньшим уровнем выходом соединен с вторым выходным выводом блока управления , а канал с большим уровнем выходом подключен к первому выходному выводу блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ СТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(ц G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3613459/24-07 (22) 21.04.83 (46) 23.12.84. Бюл. Ф 47 (72) Н. С. Бурянина, Ю. Н. Бученко и Д. Ф: Зенков (71) Новосибирский институт инженеров водного транспорта (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 485432, кл G 05 F 1/56, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР

9726514, кл. G 05 F 1/56, 1978. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) l. Стабилизированный источник питания, содержащий последовательно включенные шуйтирующий диод, первый транзисторный ключ, блок управления и дроссель, свободный конец которого подключен к первой выходной клемме и через диод подсоединен к одному выходному выводу. стабилизатора напряжения, другой выходной вывод которого соединен с второй выходной клеммой, обратный диод, включенный между общей точкой первого транзисторного ключа

„,Я0„„3 130847 А и блока управления и второй выходной клеммой, и входные клеммы, причем вывод управления первого транзисторного ключа подключен к первому выходному выводу блока управления, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повы.шения КПД с одновременным расширением функциональных воэможностей,. в него введен второй транзисторный ключ, включенный между первой входной клеммой и общей точкой шунтирующего диода и первого транзисторного ключа, вторая входная клемма соединена с общей точкой диода и стабилизатора напряжения, а свободный вывод шунти-. рующего диода подключен к второй Я входной клемме, вывод управления второго транзисторного ключа подключен к вве. ценному второму выходному выводу блока управления, йричем блок управ- С ления содержит два канала с релейными выходами разного уровня, канал с меньшим уровнем выходом соединен с вторым выходным выводом блока управления, а канал с большим уровнем выходом подключен к первому выходному выводу блока управления.

11

2. Стабилизированный источник питания, содержащий последовательно включенные шунтирующий диод, первый транзисторный ключ, блок управления и дроссель, свободный конец которого подключен к первой выходной клемме и через диод подсоединен к свободному выводу шунтирующего диода и одному выходному выводу стабилизатора напряжения, другой выходной вывод которого соединен с второй выходной клеммой, обратный диод, включенный межцу общей точкой первого транзисторного ключа и блока управления и второй выходной клеммой, и входные клеммы, причем вывод управления первого транзисторного ключа подключен к первому выходному выводу блока управления, отличающийся тем, что, 30847 с целью повышения КЛД с одновременным расширением функциональных возможностей, в него введен второй транзисторный ключ, включенный между первой входной клеммой и общей точкой первого транзисторного ключа и блока управления, вторая входная клемма соединена с общей точкой диода и стабилизатора напряжения, вывод управления второго транзисторного ключа подключен к введенному второму выходному выводу блока управления, причем блок управления содержит два канала с релейными выходами разного уровня, канал с меньшим уровнем выходом соеди. нен с вторым выходным выводом блока управления, а канал с большим уровнем выходом подключен к первому выходному выводу блока управления.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания радиоэлектрон ной аппаратуры и устройств силовой преобразовательной техники. 5

Известен стабилизированный источник питания с автоматическим переходом из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока, содержащий последовательно включенные между первыми входной и выходной клеммами дроссель и первый диод, последовательно включенные между вторыми входной и выходной клеммами первый силовой ключ и датчик тока, выходные клем-1 мы зашчнтированы конденсатором, второй силовой ключ включен между общей точкой дросселя с первым диодом и второй выходной клеммой, второй диод включен между первой входной клеммой и общей точкой первого силового ключа и датчика тока, первый блок управления входом подключен к выходу датчика тока, а выходом соединен с входом управления первого силового ключа, второй блок управления входом подсоединен к выходным клеммам, а выходом, подключен к входу управления второго силового ключа (ij .

Недостатком указанного устройства 30 являются низкие динамические характе. ристики при работе на импульсную нагрузку, так как ввиду наличия конденсатора данная схема не обладает свойством токоограничения, в частнос ти регулируемым, при резкопереиенной нагрузке. По этой же причине данная

I схема не может исключить пров а напряжения после больших бросков тока в нагрузке вследствие ее закорачиваиия по условиям технологических режим мов.

Наиболее близким к изобретению, является стабилизированный источник питания, содержащий цепь из последовательно соединенных шунтирующего диода, транзисторного..ключа, блока управления и дросселя, конец которого подключен к одному из выходных выводов источника питания и через диод к одному из выходных выводов стабилизатора напряжения, другой выходной вывод которого соединен с общей шиной, обратный диод, включенный между общей шиной и общей точкой транзисторного ключа с блоком управления (2), Недостатком известного устройства является низкий КПД при работе как со статической нагрузкой, меньшей тока ограничения, так и с импульсной, когда потребляемый ток изменяется скач-" ком от какого-то минимального значения до максимального, в том числе и до тока ограничения. При статической

3 ll30847 4 нагрузке, меньшей тока ограничения, с релейными выходами разного уровня, баланс энергии, поступающей на вход канал с меньшим уровнем выходом соеди" источника, и ее потребление нагруз- нен с вторым выходным выводом блока кой поддерживается за счет рекупера- управления,- а канал с большим уровции с помощью ключевого стабилнзато- нем выходом подключен к первому выход. ра напряжения, возникающего избытка.

5 ному выводу блока управления. энергии в сеть, что снижает КПД уст- На фиг. ) и 2 представлены блокройства. При работе на импульсную схемы стабилизированного источника нагрузку на интервале паузы (нагруз- питания с ограничением тока соответка отключается) ток, равный току ог- lo oT eHHo ÂÎ первому и второму варианраничения, снова необходимо ВО3Вра- там; на фиг. 3 — выходная характерисщать в сеть, а на интервале, когда тиха устройства при работе на импульс. нагрузка подключена и ее ток меньше ную нагрузку с последовательным выклютока ограничения, имеющуюся разницу чателем, токов также необходимо рекуперировать. Стабилизированный источник пита15

Таким образом, при значительном диапа- ния по первому варианту (фиг.l) созоне изменения тока нагрузки, когда держит источник 1 питания постоянного ток нагрузки значительно отличается тока, транзисторные ключи 2 и 3, блок . от величины тока ограничения данный 4 управления, дроссель 5, стабилизаисточник имеет низкий КПД, что or- .

20 тор 6 напряжения, электрический венраничивает его функциональные воз- тиль 7, шунтирующий 8 и обратный 9 можности, диоды. Аналогичные элементы и устЦелВю изобретения является повьппе- Ройства содержит стабилизированный ние КПД при работе как на статичес- источник питания с ограничением тока кую, так и импульсную нагрузки, и по второму варианту (фиг.2). также расширение функциональных воз- Стабилизированный источник питаможностей путем увеличения диапазо- ния с ограничением тока по .первому на регулирования тока при сохранении работает следующим образом. высоких энергетических показателей - При изменении тока нагрузки от ,Поставленная цель достигается точки А до точки В (фиг 3) под дейЭО тем, что в стабилизированныи источник ви питания, содержа держащий последовательно транзисторный ключ 3 постоянно вклювключенные шунтирую шунтирующий диод пеРвый чен, а гранзисторный ключ 2 работает

Э транзисторныи ключ,. л к .блок управления в режиме широтно-импульсного модуляи дроссель, свободнь конец к б и ец которого тора (ШИИ), что позволяет рассматривыходной клемме и 35 вать совокупность источника 1 питаподключен к первои выходной к через диод подсоединен к о н к одному выход- ния постоянного тока, транзисторного а напряжения ключа 2, работающего в режиме ШИМ, ному выводу стабилизатора напряя<е другой выходной вывод которого орого соеди- дросселя 5 в качестве источника то ч, еммой обрат- номинальная величина которого, равнен с второй выходнои клеммой, б ей точ-40 ная T, определяется величинои ный диод, включенный между общеи точ- -о с кой первого транзисторно торного ключа и уставки блока 4 управления. Блок 4 блока управления и второ" торой выходной управления выполнен с двумя релейныклеммой, и входные клеммь, леммы причем вы- ми выходами разного уровня, причем вод управления первого тр го транзисторного выход с меньшим уровнем соединен с ключа подключен к пер о ервому выходному 4> управляющим входом транзисторного выводу блока управления, ения введен вто- ключа 2, а выход с большим уровнем рой транзисторныи ключ, ч включенный с управляющим входом транзисторного между первой входнои клеммой леммой и общей ключа 3. Напряжение источника 1 пита.

1 точкой первого транзи т зисторного ключа ния постоянного тока берется такой и шунтирующегс диода, вт вторая входная 5О величины чтобы компенсировать падеФ клемма соединена с о щей общей точкой ди- ние напряжения на транзисторных клюодд .и стабилизатора напряжен а напряжения а чах 2 и 3 (для второго варианта транзисторный ключ 3 в рассмотрении не подключен к второи входно" дной клемме участвует) в проводящем состоянии, вывод управления авления второго транзистор- 55 в блоке 4 управления, дросселе 5 и ного ключа подключен к второ му выход- электрическом вентиле 7. При включен ному выводу лока блока управления, причем ном транзисторном ключе .2 ток от блок управления содержит два ка д а канала источника 1 питания постоянного тока

Составитель Ю, Опадчий

Редактор В. Иванова Техред Т.Фанта Корректор С. Шекмар

Заказ 9609/34 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная,, 4

3 11 протекает по цепи элементов: 1-2-3-4

-.5-7-1. В паузе, т.е. при отключенном транзисторном ключе 2, под действием

ЭДС самоиндукции дросселя 5 ток протекает по цепи элементов: 5-7-8-3-4-5. При токе нагрузки, меньшем электрический вентиль 7 находится в проводящем состоянии и напряжение на нагрузке, подключенной к зажимам Увы„, больше напряжения стабилизатора 6 напряжения только на величину прямого падения напряжения на электрическом вентиле 7.

При увеличении тока нагрузки, превышающего Jarc (участок ВС), под действием сигналов с блока 4 управления транзисторный ключ 2 отключает. ся, а транзисторный ключ 3 переходит в режим работы ШИМ, что обеспечивает снижение напряжения на выходе Пзц„, до нуля с увеличением тока нагрузки

30847 6 до I . При включенном транзисторном ключе 3 ток от стабилизатора напряжения 6 протекает по цепи элементов: 6-8-3-4-5 — нагрузка Usb,„ — 6 В паузе, т е при отключенном транзисторном ключе 3, под действием ЭДС самоиндукции дросселя 5 (и на. грузки) ток протекает по цепи элементов: 5 — нагрузка 11 ры — 9-4-5. IG

Таким образом, предлагаемый стабилизированный источник питания выгодно отличается от известного тем, что коэффициент полезного действия повышается при работе как на статическую, так и на импульсную нагрузку, а также расширяются функциональные возможности вследствие увеличения диапазона регулирования при сохране20 нии высоких энергетических показателей.