Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повьшение КПД и надежности устройства. Для этого импульсньй стабилизатор содержит коммутирующий элемент (КЭ) 1, LCD- фильтр 2. Управление КЭ 1 осуществляется узлом 3 управления, импульсы с которого поступают также и на ждущий мультивибратор 8. Импульсы с КЭ 1 поступают на вход нелинейного делителя 4 напряжения и далее на вход узла И 7,к другому входу которого подключен выход ждущего управляемого мультивибратора 6. Включение исполнительного узла 5 защиты осуществляется импульсом с выхода узла И. 1 ил. со 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 401 А1 (19) (1И (5g 4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3931817/24-07 (22) 17.07.85 (46) 07.10.87. Бюл. Ф 37 (72) Л.Г. Смелянский, В.И. Лемишовский и Н.И. Землянский (53) 621.316 ° 722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 653606, кл. G 05 F 1/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1042004, кл. G 05 F 1/569, 1982. (54) ИИПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель — повышение КПЛ и надежности устройства. Лля этого импульсный стабилизатор содержит коммутирующий элемент (КЭ) 1, LCDфильтр 2. Управление КЭ 1 осуществляется узлом 3 управления, импульсы с которого поступают также и на ждущий мультивибратор 8. Импульсы с КЭ 1 поступают на вход нелинейного делителя 4 напряжения и далее на вход узла И

7,к другому входу которого подключен выход ждущего управляемого мультивибратора 6. Включение исполнительного узла 5 защиты осуществляется импульсом с выхода узла И. 1 ил.

1 1343401

При понижении уровня входного питающего напряжения Пп„ транзистор 11 призакрываеп ся, что приводит к возд0 растанию его сопротивления и к увеличению времени нахождения ждущего мультивибратора 8 в квазиустойчивом состоянии.

Понижение уровня входного питающего напряжения за пределы допустимой величины приводит к закрыванию транзистора 11 и открыванию транзистора 9, определяющего время нахождения мультивибратора 8 в квазиустойчивом состоянии.

40 При повьппении уровня входного пиа тающего напряжения U „ транзистор 11 приоткрывается и его сопротивление уменьшается, что приводит к уменьшению времени нахождения ждущего муль45 тивибратора в квазиустойчивом состоянии.

При повьппении уровня входного напряжения за пределы допустимой величины транзистор 11 переходит в режим насьпцения, и время нахождения ждущего мультивибратора 8 в своем квазиустойчивом состоянии определяется постоянной времени времязадающей

С-цепочки, состоящей из резисторов

16 и 20 и конденсатора 21.

При токе нагрузки, не превьппающем предельно допустимого значения, длительность нахождения управляемого ждущего мультивибратора 6 в квазиИзобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повьппение КПД и надежности устройства.

На чертеже представлена схема импульсного стабилизатора постоянно- 10

ro напряжения.

Устройство содержит коммутирующий элемент t, LCD †ôèëü 2, узел 3 управления, выполненный на усилителе постоянного тока со схемой сравнения 15 и широтно-импульсном модуляторе, нелинейный делитель 4 напряжения, исполнительный узел 5 защиты, выполненный на триггере и электромеханическом реле, управляемый ждущий муль- 20 тивибратор 6 и узел И 7. Управляемый ждущий мультивибратор 6 содержит ждущий мультивибратор 8 и узел управления, выполненный на транзисторах

9-11, стабилитроне 12 и резисторах 25

13-20 и конденсаторе 21.

Коммутирующий элемент 1 и LCDфильтр 2 последовательно включены в силовую шину, а узел 3 управления входами подключен к выходной шине и к выходу устройства 5 защиты. Выход узла 3 управления подключен к входу коммутирующего элемента 1 и через резистор 22, зашунтированный конденсатором 23, к входу ждущего мультивибратора 8.

Вход узла управления управляемого ждущего мультивибратора 6 подсоединен к входной силовой шине импульсного стабилизатора, а его выход соединен последовательно с времязадающей С-цепочкой ждущего мультивибратора 8, выход которого подсоединен к одному из входов узла И 7, другой вход которого через нелинейный делитель 4 напряжения подключен к выходу коммутирующего элемента 1, а. выход — к входу устройства 5 защиты.

Импульсный стабилизатор питается от входного напряжения, а ждущий мультивибратор 8, узел И 7 и исполнительный узел 5 защиты — от источника вспомогательного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При подаче входного питающего напряжения + U начинает работать импульсный стабилизатор и система автоматического регулирования поддерживает с заданной точностью постоянным среднее значение выходного напряжения U, за счет автоматического вь х изменения времени закрытого и открытого состояния коммутирующего элемента 1. Управление коммутирующим элементом 1 осуществляется узлом 3 управления, преобразующим изменение уровня выходного напряжения стабилизатора в широтно-импульсную модуляцию.

Импульсы широтно-импульсной модуляции поступают одновременно на входы коммутирующего элемента 1 и ждущего мультивибратора 8.

Управляемый ждущий мультивибратор 6 переходит в свое квазиустойчивое состояние, определяемое времязадающей RC-цепочкой, выполненной на конденсаторе 21, резисторах 16 и 20 и сопротивлении перехода коллектор — эмиттер транзистора 11, режим работы которого определяется величиной входного питающего напряжения.

3 1343401

Импульсный стабилизатор постоянно— го напряжения, содержащий последовательно включенные в силовую шину коммутирующий элемент и LCD-фильтр, узел управления, выход которого подключен к управляющему входу коммутирующего элемента, один вход узла управления подключен к выходному выводу, а другой — к выходу исполнительного узла защиты, делитель напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него введен управляемый ждущий мультивибратор и узел И, выход которого соединен с входом исполнительного узла защиты, один из входов узла И через делитель напряжения подключен к точке соединения коммутирующего элемента, диода и дросселя

LCD-фильтра, второй вход узла И подключен к выходу управляемого ждущего мультивибратора, один из нходон которого, подключен к выходу узла управления, а другой вход — к силовому входному выводу. устойчивом состоянии больше длительности нахождения коммутирующего элемента 1 в открытом состоянии при всех допустимых изменениях входного питающего напряжения U „. Импульсы с выхода коммутирующего элемента 1, совпадающие по форме с импульсами широтно-импульсного модулятора, поступают на вход нелинейного делителя 1ð

4 напряжения, с выхода которого они подаются на один из входов узла И 7, на другой вход которого поступает импульс с выхода ждущего управляемого мультивибратора 6. 15

При токе нагрузки, не превышающем номинальное значение для импульсного стабилизатора, на выходе узла И 7 присутствует низкий уровень напряжения и исполнительный узел 5 защиты находится в выключенном состоянии.

При превышении током нагрузки импульсного стабилизатора предельно допустимого значения длительность открытого состояния коммутирующего элемента 1 превышает длительность нахождения управляемого ждущего мультивибратора 6 в квазиустойчивом состоянии и на выходе узла И 7 формируется импульс, включающий исполнительный узел 5 защиты.

При пробое коммутирующего элемента 1, выходе из строя широтноимпульсного модулятора узла 3 управ 3 ления, обрыве обратной связи узла 3 управления входное напряжение поступает на выход стабилизатора, узел 3 управления прекращает формировать импульсы широтно-импульсной модуляции. Управляемый ждущий мультинибратор 6 переходит в устойчивое состояние и на его выходе устанавливается высокий уровень выходного напряжения, поступающий на второй вход уз- 45

I ла И 7. На первый вход узла И 7 с выхода нелинейного делителя 4 напряжения поступает поделенное выходное напряжения +U > и на выходе узла

ых

И 7 устанавливается высокий уровень выходного напряжения, включающий исполнительный узел 5 защиты, отключающий импульсный стабилизатор от питающей сети.

При понижении входного напряжения за пределы допустимых значений длительность открытого состояния коммутирующего элемента 1 превышает длительность нахождения управляемого ждущего мультивибратора Ь в квазнустойчивом состоянии и на выходе узла И 7 формирует импульс, включающий исполнительное устройство 5 защиты.

Введение в схему импульсного стабилизатора управляемого ждущего мультивибратора и узла И с соответствующим их подключением позволяет создать устройство защиты, выгодно отличающее импульсный стабилизатор от известного устройства. Это достигается за счет повышения КПД импульсного стабилизатора, так как отпадает необходимость в наличии токового датчика (резистора, дросселя) установленного в силовой цепи. Кроме защиты устройства от перегрузки по току, как и в известном устройстве, предлагаемое устройство позволяет обеспечить дополнительную защиту от перенапряжения, возникающего при выходе из строя коммутирующего элемента, а также защиту от понижения уровня входного питающего напряжения за допустимые пределы, что повьппает надежность устройства и расширяет область применения импульсного стабилизатора.

Формула изобретения