Источник питания

 

Изобретение относится к электротехники, в частности к стабилизированным импульсным источникам питания с защитой от перегрузок по току. Источник питания содержит последовательно включенные импульсный стабилизированный преобразователь напряжения и датчик тока, компаратор, источник опорного напряжения, первый и второй делители напряжения, образующие мостовую схему с резистором в ее диагонали. Такая схема позволяет сохранять постоянный порог срабатывания защиты независимо от изменения питающего напряжения и параметров преобразователя. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным импульсным вторичным источникам питания (ВИР) с защитой от перегрузок по току.

Известны устройства защиты, содержащие датчик тока в последовательной цепи преобразователя напряжения и пороговое устройство (компаратор), регистрирующее перегрузку по току [1].

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является источник питания, который содержит импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, один из входных выводов которого подключен к силовой шине питающей сети и первому входу первого делителя напряжения, а другой вывод через датчик тока соединен с общей шиной питающей сети и общим выводом источника опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого соединен с защитным входом импульсного стабилизированного преобразователя напряжения [2].

Недостатком прототипа является невысокая надежность при больших изменениях напряжения в первичной сети и постоянной нагрузке. В техническом решении прототипа делается допущение, что при изменении входного напряжения относительно номинального на величину % изменение напряжения, снимаемого с датчика тока, составляет те же % с противоположным знаком и компенсируется изменением напряжения с выхода делителя напряжения.

В действительности коэффициент полезного действия (КПД) конкретных ВИП не является неизменной величиной во всем диапазоне входных напряжений, а, как правило, уменьшается с понижением входного напряжения (с повышением рабочего тока силового ключа). Следовательно, при установке величины компенсирующего напряжения при одном значении входного напряжения (номинальном), при изменении входного напряжения от U_мин до U_макс напряжение, снимаемое с датчика тока меняется от ₁% до ₂% при постоянной величине компенсирующего напряжения % . Недокомпенсация или (и) перекомпенсация на границах диапазона входных напряжений приводит к изменению порога срабатывания компаратора при предельной нагрузке, т.е. к изменению уровня ограничения мощности в режиме перегрузки. Несоответствие относительного изменения напряжения на датчике тока изменению входного напряжения имеет различную величину как в разных типах ВИП, имеющих разную зависимость КПД от входного напряжения, так и в различных экземплярах однотипных ВИП из-за разброса внутренних параметров (например моточных изделий).

Целью изобретения является повышение надежности источника питания постоянного напряжения путем обеспечения постоянного порога срабатывания защиты во всем диапазоне входных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в источниках питания, содержащий импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, одни из входных выводов которого подключен к силовой шине питающей сети и первому входу первого делителя напряжения, а другой вывод через датчик тока соединен с общей шиной питающей сети и общим выводом источника опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого соединен с защитным входом импульсного стабилизированного преобразователя напряжения введен второй делитель напряжения, подключенный входами параллельно датчику тока, выходом непосредственно к второму входу компаратора и через резистор к выходу первого делителя напряжения, второй вход которого подключен к общей шине питающей сети.

На чертеже показана схема источника питания.

Источник питания (см. чертеж) содержит импульсный стабилизированный преобразователь напряжения 1, один из входных выводов которого подключен к силовой шине питающей сети и первому входу первого делителя напряжения 2, а другой вывод через датчик тока 3 соединен с общей шиной питающей сети и общим выводом источника опорного напряжения 4, выход которого подключен к первому входу компаратора 5, выход которого соединен с защитным входом импульсного стабилизированного преобразователя напряжения. Второй делитель напряжения 6 подключен входами параллельно датчику тока, выходом непосредственно к второму входу компаратора и через резистор 7 к выходу первого делителя напряжения, второй вход которого подключен к общей шине питающей сети.

Источник питания работает следующим образом.

Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения 1 преобразует входное напряжение в напряжение заданного номинала и обеспечивает его стабилизацию. Напряжение, снимаемое с датчика тока 3, запитывает второй делитель напряжения 6, который образует с первым делителем напряжения 2, запитанным от питающей сети, мостовую схему. В диагональ "моста" включен резистор 7.

С выхода второго делителя напряжения 6 комбинированное измерительное напряжение поступает на сигнальный вход компаратора 5. На опорный вход компаратора 5 подается постоянное напряжение от источника опорного напряжения 4. В случае перегрузки компаратор формирует сигнал на выключение (ограничение мощности) импульсного стабилизированного преобразователя напряжения 1.

Однако в отличие от прототипа в предлагаемой схеме пороговое напряжения U_пор на сигнальном входе компаратора 5 при предельной нагрузке является постоянным на границах диапазона входных напряжений независимо от изменений входного напряжения и КПД импульсного стабилизированного преобразователя напряжения 1 и равно опорному U_оп.

Для этого "мост", образованный первым 2 и вторым 6 делителями напряжения, должен быть сбалансирован при минимальном входном напряжении по обеспечению равенства выходных напряжений первого 2 и второго 6 делителей напряжения опорному напряжению U_оп. При максимальном входном напряжении выходное напряжение второго делителя напряжения 6 должно быть установлено также равным U_оп выбором нужного сопротивления резистора 7.

Методика может быть такой. Связь между вторым делителем напряжения 6 и резистором 7 разрывается и при минимальном входном напряжении регулировкой второго делителя напряжения 6 устанавливается U_пор=U_оп. Регулировкой первого делителя напряжение 2 на его выходе устанавливается такое же напряжение. Связь восстанавливается и при максимальном входном напряжении подбором резистора 7 также устанавливается U_пор=U_оп.

Таким образом, введение в известную схему источника питания второго делителя напряжения и резистора в указанной связи между собой и другими элементами схемы позволяет путем обеспечения постоянного порога защиты во всем диапазоне входных напряжений повысить надежность без ухудшения остальных параметров схемы.

Формула изобретения

Источник питания, содержащий импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, один из входных выводов которого подключен к силовой шине питающей сети и первому входу первого делителя напряжения, а другой вывод через датчик тока соединен с общей шиной питающей сети и общим выводом источника опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого соединен с защитным входом импульсного стабилизированного преобразователя напряжения, отличающийся тем, что в него введен второй делитель напряжения, подключенный входами параллельно датчику тока, выходом - к второму входу компаратора непосредственно и через резистор к выходу первого делителя напряжения, второй вход которого подключен к общей шине питающей сети.

РИСУНКИ

Рисунок 1