Многоканальное устройство для стабилизации напряжения постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры . Цель - повышение качества стабилизации . Устройство содержит генератор 11 импульсов, узел 12 управления с хранением информации, коммутаторы 13, 14, узел 15 сравнения с широтно-импульсной модуляцией , распределительный блок 16, ключи 1-3, накопительные элементы 4-6, масштабирующие детали 17-19 напряжения. В устройстве организовано несколько каналов с импульсной стабилизацией напряжения , которая осуществляется изменением

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) s G 05 F 1/577

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4792760/07 (22) 19.02.90 (46) 15,05.92. Бюл. ¹ 18 (71) Самарское научно-производственное объединение автоматических систем (72) В.А.Белов, С.И.Семенов и А.Е.Юнин (53) 621.316,722,1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1325448, кл. G 05 F 1/577, 1986, Авторское свидетельство СССР кл. ¹ 817688, кл. G 05 F 1/577, 1979. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Ы 1734085 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель — повышение качества стабилизации. Устройство содержит генератор 11 импульсов, узел 12 управления с хранением информации, коммутаторы 13, 14, узел 15 сравнения с широтно-импульсной модуляцией, распределительный блок 16, ключи

1 — 3, накопительные элементы 4 — 6, масштабирующие детали 17 — 19 напряжения. В устройстве организовано несколько каналов с импульсной стабилизацией напряжения, которая осуществляется изменением

1734085 длительности импульсов на выходе узла 15 при изменении напряжения на выходе того или иного канала. В качестве узла 12 управления применено оперативное запоминающее устройство. В то время, когда на соответствующий вход узла 12 через коммутатор 13 поступает широтно-модулированный импульс, к

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано для питания различной радиоаппаратуры.

Известен стабилизированный многоканальный блок питания, содержащий преобразователь напряжения, состоящий из силового трансформатора с первичной и выходной обмотками, ключевых транзисторов, схемы управления, подключенной к обмотке силового трансформатора, выпрямители, силовые фильтры, включающие индуктивность и емкость, линейные стабилизаторы, выполненные с раздельным питанием регулирующего и предрегулирующего транзисторов, дополнительную цепь из последовательно включенных диодов, дросселя и конденсатора.

Недостатком данного устройства является низкое качество стабилизации.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является многоканальное устройство для стабилизации напряжения постоянного тока, содержащее и питающих каналов, в каждом из которых ключ и накопительный элемент включены последовательно между выводами, для подключения первичного источника питания и индивидуальной нагрузки, канал обратной связи с коммутатором, и сигнальных входов которого через и масштабирующих делителей напряжения подключены к выходам накопительных элементов соответствующих питающих каналов, распределительным блоком, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а первый выход — с тактируют.им входом коммутатора, узлом сравнения, имеющим выход, подключенный к ключевому элементу, опорный вход, подключенный к генератору импульсов и сигнальный вход, подключенный к коммутатору, узлом управления, имеющим сигнальный вход, соединенный с выходом ключевого элемента, адресный вход, соединенный со вторым выходом распределительного блока.и и выходов. соединенных с управляющими входами ключей соответствующих питающих каналов, 5

45 остальным входам подводятся импульсы с выходов узла 12, Следовательно, в каждый момент времени один из ключей управляется в соответствии с текущим отклонением канального выходного напряжения, а другие ключи — в соответствии с информацией, ранее занесенной в узел 12. 3 з.п, ф-лы, 4 ил.

Недостатком данного устройства является низкое качество стабилизации, Цель изобретения — повышение качества стабилизации, Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для стабилизации напряжения постоянного тока, содержащее и питающих каналов, в каждом из которых ключ и накопительный элемент включены последовательно между выводами для подключения первичного источника питания и индивидуальной нагрузки, канал обратной связи с первым коммутатором, и сигнальных входов которого через и масштабирующих делителей напряжения подключены к выходам накопительных элементов соответствующих питающих каналов, распределительным блоком, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а первый выход с адресным входом первого коммутатора, узлом сравнения, имеющим выход, опорный вход и сигнальный вход, подключенный к выходу первого коммутатора, узлом управления, имеющим сигнальный вход, адресный вход, соединенный со вторым выходом распределительного блока, и и выходов, соединенных с управляющими входами ключей соответствующих питающих каналов, в канал обратной связи введен второй коммутатор, узел сравнения выполнен с широтно-импульсной модуляцией сигналов, а снабженный n1 дополнительными сигнальными входами и входом команды на запись узел управления — с хранением информации, причем адресный вход второго коммутатора соединен с первым выходом распределительного блока, один из сигнальных входов — с выходом узла сравнения, п остальных сигнальных входов — с выходами узла управления, а и выходов- с сигнальными входами последнего, опорный вход узла сравнения подключен к третьему выходу распределительного блока, а вход команды на запись узла управления соединен с выходом генератора импульсов, Второй коммутатор состоит из дешифратора и трех мультиплексоров, причем группа адресных входов дешифратора ис1734085 пользована в качестве адресного входа второго коммутатора, адресные входы мультиплексоров соединены с соответствующими выходами дешифратора, первые информационные входы объединены друг с другом и использованы в качестве первого сигнального входа второго коммутатора, а вторые информационные входы — в качестве его остальных. сигнальных входов.

Распределительный блок состоит из двух двоичных счетчиков, причем выход переноса первого счетчика соединен со счетным входом второго с зтчика, счетный вход первого счетчика использован в качестве входа распределительного блока, а группа выходов второго счетчика, группа выходов первого счетчика и выход его старшего разряда — соответственно в качестве первого,второго и третьего выходов распределител ьного блока.

Узел управления с хранением информации выполнен в виде оперативного запоминающего устройства, входы данных которого использованы в качестве сигнальных входов узла управления, группа адресных входов в качестве его адресного входа и вход чтения-записи — в качестве входа команды на запись.

На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг, 2 — второй коммутатор; на фиг. 3 — распределительный блок; на фиг. 4 — узел управления с хранением информации.

Устройство (фиг, 1) содержит и питающих каналов, имеющих в каждом по ключу

1 — 3 и накопительному элементу 4 — 6, причем первые входы ключей 1 — 3 каждого канала соединены между собой и входной клеммой

7, а выходы — с входами накопительных элементов 4 — 6, выходы которых соединены с выходными клеммами 8-10 каналов, канал обратной связи, содержащий генератор 11 импульсов, узел 12 управления с хранением информации, коммутаторы 13 и 14, узел 15 сравнения, выполненный с широтно-импульсной модуляцией сигналов, распределительный блок 16, и масштабирующих делителей напряжения, количество которых зависит от количества питающих каналов (17-19), при этом вход распределительного блока 6 соединен с выходом генератора 11 импульсов, первый выход — с адресными входами коммутаторов 13 и 14, второй выход — с адресным входом узла 12 управления, а третий выход — с опорным входом узла 15 сравнения, сигнальный вход которого подключен к выходу коммутатора 14, и сигнальных входов которого через и масштабирующих делителей напряжения 17 — 19 подключены к выходам накопительных элементов 4 — 6 соответствующих питающих каналов, один из сигнальных входов коммутатора 13 соединен с выходом узла 15 сравнения, и остальных его сигнальных входов — с выходами узла 12 управления, а и выходов — с сигнальными входами последнего, вход команды на запись узла 12 управления соединен с выходом генератора 11 импульсов, и. выходов узла 12 управления соединены с управляющими входами ключей 1 — 3 соответствующих питающих каналов.

Коммутатор 3 (фиг. 2) содержит дешифратор 20 и мультиплексоры 21, 22 и 23, причем группа адресных входов дешифратора

5 20 использована в качестве адресного входа второго коммутатора, адресные входы мультиплексоров 21, 22 и 23 соединены с соответствующими выходами дешифратора 20, сИгнальный вход которого соединен с

10 землей, первые информационные входы мультиплексоров 21, 22 и 23 объединены друг с другом и использованы в качестве первого сигнального входа второго коммутатора, а вторые информационные входы—

15 в качестве его остальных сигнальных входов, выходы мультиплексоров 21, 22 и 23 являются соответствующими выходами второго коммутатора.

Распределительный блок 6 (фиг. 3) со20 держит двоичные счетчики 24 и 25, причем выход переноса счетчика.24 соединен со счетным входом счетчика 25. счетный вход счетчика 24 использован в качестве входа распределительного блока, а группа выхо25 дов счетчика 24, группа выходов счетчика 25 и выход его старшего разряда — соответственно в качестве первого, второго и третьего выходов распределительного блока.

Узел 2 управления с хранением инфор30 мации (фиг, 4) выполнен в виде оперативно запоминающего устройства ОЗУ 26, входы данных которого использованы в качестве сигнальных входов узла управления, группа адресных входов — в качестве его адресного

35 входа и вход чтения — записи — в качестве входа команды на запись.

Устройство работает следующим образом.

На входную клемму 7 поступает неста40 билизированное напряжение от внешнего источника питания (не показан), а на управляющие входы ключей 1 — 3 из узла 12 управления — импульсы, открывающие их на время, равное ихдлительности, Рассмотрим

45 работу одного питающего канала, например первого.

Импульсы иэ узла 12 управления вызовут появление на выходе ключа 1 импульсов с амплитудой, равной входному напряже1734085

40

50

55 нию, длительностью, равной длительности управляющих импульсов и частотой

f =- fr/2 где f; — частота генератора 11 импульсов, k — число разрядов адреса оперативного запоминающего устройства (ОЗУ).

Эти импульсы поступают на вход накопительного элемента 4 и преобразуются в постоянное напряжение, пропорциональчое входному напряжению и коэффициенту заполнения управляющих импульсов, которое поступает на выходную клемму 8 первого канала, а оттуда через масштабирующий делитель 19 напряжения на соответствующий вход коммутатора 14, На первом выходе распределительного блока 16 формируется адрес первого питающего канала, поступающий на коммутатор

13 и 14. В результате сигнальный вход узла

15 сравнения будет подключен через коммутатор 14 к масштабирующему делителю 19 напряжения, а выход его через коммутатор

13 — к соответствующему входу узла 12 управления. На опорный вход узла 15 сравнения с третьего выхода распределительного блока 16 поступает импульс, который будет преобразован в треугольное напряжение, сравниваемое с постоянным напряжением, поступившем на сигнальный вход узла 15 сравнения.

В результате сравнения на выходе узла

15 сравнения появится прямоугольный импульс, длительность которого пропорциональна напряжению на его сигнальном входе. Этот импульс поступит через коммутатор 13 на соответствующий сигнальный вход узла 2 управления, На остальные сигнальные входы узла 12 управления поступят импульсы с его выхода.

На втором выходе распределительного блока 16 под воздействием импульсов, поступающих на его вход от генератора 11 импульсов, разу же после установки адреса питающего канала начинают последовательно формироваться адреса ОЗУ узла 2 управления, поступающие на его адресный вход, Из каждого импульса, поступающего на вход команды на запись узла 2 управления от генератора 11 импульсов, формируется импульс записи в ОЗУ, Так как сигнал управления ключами 1 — 3 может принимать только два значения: лог. "0" и лог, "1", то можно взять его выборки и запомнить их в

ОЗУ, а затем воспроизвести нужное число раз, Точность воспроизведения зависит от емкости ОЗУ, Поскольку записанная в ОЗУ информация сразу же появляется на выходе, то на управляющий вход ключа 1 поступит импульс с выхода узла 15 сравнения, На управляющие входы остальных ключей 23 поступят импульсы, запомненные ранее в узле 12 управления.

Эти же импульсы поступят с его выхода через коммутатор 13 на соответствующие сигнальные входы узла 12 управления и перезапишутся, После того как на втором выходе распределительного блока 16 будет сформирован последний адрес ОЗУ, на его первом выходе появится адрес второго питающего канала и работа повторится описанным образом. Коммутатор 13 работает следующим образом, На адресные входы дешифратора 20 поступает адрес канала, сформированный на первом выходе распределительного блока

16. В результате на соответствующем выходе дешифратора 20 появится сигнал лог, О, который поступит на адресный вход одного из мультиплексоров 21, 22 и 23 и подключит его выход к первому сигнальному входу коммутатора 13. Выходы остальных мультиплексоров будут подключены к другим сигнальным входам коммутатора 13, Таким образом адрес, поступивший на коммутатор

13, будет определять какой из его выходов будет подключен к первому сигнальному входу, Поскольку последний соединен с выходом узла 15 сравнения, а остальные входы соединены с выходом узла 2 управления, то адрес, поступивший на адресный вход коммутатора 13, будет определять, какой его выход будет подключен к выходу узла 15 сравнения, а какие выходы — к выходам узла

12 управления, Распределительный блок 16 работает следующим образом.

На его вход поступают счетные импульсы от генератора 11 импульсов, Эти сигналы поступают на счетный вход двоичного счетчика 24, коэффициент пересчета которого определяется числом адресных шин ОЗУ в узле 12 управления, при этом импульсы с выхода старшего разряда счетчика 24 поступают на второй вход узла 15 сравнения, а с выхода переноса счетчика 24 импульсы поступают на счетный вход двоичного счетчика 25, коэффициент пересчета которого определяется числом каналов. На выходе счетчика 25 формируется адрес канала после опроса всех ячеек ОЗУ в узле 12 управления, Узел 12 управления с хранением информации работает следующим образом.

Адрес, сформированный на втором выходе распределительного блока 16, поступает на адресный вход ОЗУ 26, Следующим импульсом от генератора 11 импульсов, поступающим на вход чтение/запись узла 12 управления, происходит запись в ОЗУ 26

1734085

55 информации, находящейся на шине данных.

В то же время в зависимости от состояния коммутатора 13 один из входов данных ОЗУ

26 будет подключен к выходу узла 15 сравнения, а остальные — к соответствующим входам ОЗУ, .

Таким образом, после on роса всех адресов ОЗУ 26 по одному входу данных будут записаны выборки с выходного сигнала распределительного блока 16, а по остальным выходам информация будет перезаписана с соответствующих входов.

Формула изобретения

1. Многоканальное устройство для стабилизации напряжения постоянного тока, содержащее и питающих каналов, в каждом из которых ключ и накопительный элемент включены последовательно между выводами для подключения первичного источника питания и индивидуальной нагрузки, канал обратной связи с первым коммутатором, и сигнальных входов которого через и масштабирующих делителей напряжения подключены к выходам накопительных элементов соответствующих питающих каналов, с распределительным блоком, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а первый выход — с адресным входом первого коммутатора, с узлом сравнения, имеющим выход, опорный вход.и сигнальный вход, подключенный к выходу первого коммутатора, с узлом управления, имеющим сигнальный вход, адресный вход, соединенный с вторым выходом распределительного блока, и и выходов, соединенных с управляющими входами ключей соответствующих питающих каналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества стабилизации, в канал обратной связи введен второй коммутатор, узел сравнения выполнен с широтно-импульсной модуляцией сигналов, а снабженный п — 1 дополнительными сигнальными входами и входом команды на запись узел управления — с хранением информации, причем адресный вход второго коммутатора соединен с первым выходом распределительного блока, один из сигналь5 ных входов — с выходом узла сравнения, и остальных сигнальных входов — с выходами узла управления, а и выходов — с сигнальными входами последнего, опорный вход узла сравнения подключен к третьему выхо10 ду распределительного блока, а вход команды на-запись узла управления — с выходом генератора импульсов.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что второй коммутатор состоит из

15 дешифратора и трех мультиплексоров, причем группа адресных входов дешифратора использована в качестве адресного входа второго коммутатора, адресные входы мультиплексоров соединены с соответствующи20 ми выходами дешифратора, первые информационные входы объединены друг с другом и использованы в качестве первого сигнального входа второго коммутатора, а вторые информационные входы — в качестве

25 его остальных сигнальных входов.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что распределительный блок состоит из двух двоичных счетчиков, причем выход переноса первого счетчика соединен со

30 счетным входом второго счетчика, счетный вход первого счетчика использован в качестве входа распределительного блока, а группа выходов второго счетчика, группа выходов первого счетчика и выход его стар35 шего разряда — соответственно в качестве первого — третьего выходов распределительного блока.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что узел управления с хранением

40 информации выполнен в виде оперативного запоминающего устройства, входы данных которого использованы в качестве сигналь- ных входов узла управления, группа адресных входов — в качестве его адресного входа

45 и вход чтения-записи — в качестве входа команды на запись.

1734085

Составитель В,Белов

Техред M. Мор гентал Корректор О .Кравцова

Редактор А,Долинич

Заказ 1670 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101