Блок питания

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Михайлов Юрий Тимофеевич Руховец Владимир Васильевич Борисов Виктор Викторович Жуков Олег Николаевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Блок питания, содержащий устройство сравнения, первый и второй транзисторы, первую и вторую индуктивности, первый и второй конденсаторы, датчик тока, первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод первой индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания, второй вывод первой индуктивности, первый вывод второй индуктивности и первый вывод первого конденсатора электрически связаны между собой, второй вывод второй индуктивности электрически связан с первым выводом второго конденсатора, электрически связаны между собой вторые выводы первого и второго конденсатора и вход датчика тока, выход которого электрически связан с входом устройства сравнения, отличающийся тем, что содержит драйвер, первый и второй резисторы, при этом вход драйвера электрически связан с выходом устройства сравнения, первый и второй выходы драйвера электрически связаны с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, вторые выводы которых электрически связаны с управляющими выводами первого и второго транзисторов соответственно.(56) 1. Импульсный стабилизатор тока с синхронным детектором и управляемым выходом, - С. 7, фиг. 2 А (онлайн). (Найдено 2009-06-12). Найдено в Интернет////77082 2.6994(ОАО Пеленг) 28.02.2011. 2010-11-01, весь документ (прототип). Полезная модель относится к силовой электронике, в частности к источникам питания, и может быть использована для создания источников питания лазеров. Известен блок питания (БП) 1, содержащий устройство сравнения, транзистор и диод, использующиеся в качестве ключевого устройства, индуктивность, датчик тока, в качестве которого используется резистор. Первый выход устройства сравнения электрически связан с управляющим выводом первого транзистора, второй выход электрически связан с управляющим выводом второго транзистора, а вход электрически связан с выходом датчика тока. Первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания. Второй вывод индуктивности электрически связан с первым выводом нагрузки, второй вывод которой электрически связан с входом датчика тока, выход которого электрически связан с входом устройства сравнения. Однако в указанном БП 1 отсутствует фильтрация импульсов тока, что приводит к большим пульсациям тока через нагрузку. Существенно меньше пульсации тока в БП, описанном в 2 и являющемся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранном в качестве прототипа. БП 2 содержит устройство сравнения, первый и второй транзисторы, первую и вторую индуктивности, первый и второй конденсаторы, датчик тока, в качестве которого используется резистор. Первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод первой индуктивности электрически связаны между собой, вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания, второй вывод первой индуктивности, первый вывод второй индуктивности и первый вывод первого конденсатора электрически связаны между собой, второй вывод второй индуктивности электрически связан с первым выводом второго конденсатора, электрически связаны между собой вторые выводы первого и второго конденсатора и вход датчика тока, выход которого электрически связан с входом устройства сравнения. Так как БП 2 содержит дополнительный фильтр, включающий вторую индуктивность и первый и второй конденсаторы, пульсации тока в БП 2 существенно меньше, чем в БП 1. Однако маломощный сигнал с выхода устройства сравнения не может быстро открыть(или быстро закрыть) транзисторы в связи с наличием паразитных емкостей транзисторов,что приводит к нестабильности тока через нагрузку. Задачей настоящей полезной модели является повышение стабильности тока через нагрузку. Сущность полезной модели заключается в том, что блок питания, содержащий устройство сравнения, первый и второй транзисторы, первую и вторую индуктивности, первый и второй конденсаторы, датчик тока, первые силовые выводы первого и второго транзисторов и первый вывод первой индуктивности электрически связаны между собой,вторые силовые выводы первого и второго транзисторов предназначены для подачи напряжения питания, второй вывод первой индуктивности, первый вывод второй индуктив 2 76662011.10.30 ности и первый вывод первого конденсатора электрически связаны между собой, второй вывод второй индуктивности электрически связан с первым выводом второго конденсатора, электрически связаны между собой вторые выводы первого и второго конденсатора и вход датчика тока, выход которого электрически связан с входом устройства сравнения, в отличие от прототипа, содержит драйвер, первый и второй резисторы, при этом вход драйвера электрически связан с выходом устройства сравнения, первый и второй выходы драйвера электрически связаны с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, вторые выводы которых электрически связаны с управляющими выводами первого и второго транзисторов соответственно. Введение в БП драйвера, первого и второго резисторов, электрическая связь входа драйвера с выходом устройства сравнения, электрическая связь первого и второго выхода драйвера с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, электрическая связь вторых выводов первого и второго резисторов с управляющими выводами первого и второго транзисторов соответственно позволяют увеличить мощность управляющего сигнала на управляющих выводах транзисторов и обеспечить стабильное открывание транзисторов в процессе работы и, таким образом, обеспечить повышение стабильности тока через нагрузку. Введение в БП первого и второго резисторов, первые выводы которых электрически связаны с первым и вторым выходами драйвера соответственно, а вторые выводы которых электрически связаны с управляющими выводами первого и второго транзисторов соответственно, позволяет увеличить время переключения первого и второго транзисторов и,во-первых, защитить выходы драйвера от импульсов напряжения, которые появляются при включении и выключении первого и второго транзисторов и проходят по паразитным емкостям первого и второго транзисторов на выходы драйвера, во-вторых, защитить управляющие выводы первого и второго транзисторов от пробоя высоким напряжением,наведенным из-за наличия паразитных емкостей транзисторов и появляющимися при включении транзистора импульсами напряжения с короткими фронтами, в-третьих, защитить схему от самопроизвольного открытия транзисторов напряжением, наведенным из-за наличия паразитных емкостей транзисторов и появляющимися при включении транзисторов импульсами напряжения с короткими фронтами. Полезная модель поясняется фигурой. На фигуре представлена схема БП и подключения нагрузки. БП содержит устройство сравнения 1, датчик тока 2, в качестве которого применен резистор 3, драйвер 4, первый 5 и второй 6 резисторы, первый и второй транзисторы 7 и 8 соответственно, первую и вторую индуктивности 9 и 10 соответственно, первый и второй конденсаторы 11 и 12 соответственно. Возможно и иное выполнение датчика тока 2, например на датчике Холла. Вход устройства сравнения 1 электрически связан с выходом датчика тока 2, а выход устройства сравнения 1 электрически связан с входом драйвера 4. Первый выход драйвера 4 электрически связан с первым выводом первого резистора 5,второй вывод которого электрически связан с управляющим выводом первого транзистора 7. Второй выход драйвера 4 электрически связан с первым выводом второго резистора 6,второй вывод которого электрически связан с управляющим выводом второго транзистора 8. Первые силовые выводы первого 7 и второго 8 транзисторов и первый вывод первой индуктивности 9 электрически связаны между собой, а вторые силовые выводы первого 7 и второго 8 транзисторов предназначены для подачи напряжения питания. Второй вывод первой индуктивности 9, первый вывод второй индуктивности 10 и первый вывод первого конденсатора 11 электрически связаны между собой, второй вывод второй индуктивности 10 электрически связан с первым выводом второго конденсатора 12, вторые выводы первого 11 и второго 12 конденсаторов и вход датчика тока 2 электрически связаны между собой. Нагрузка 13 (лазерный излучающий диод) подключена параллельно конденсаторам 11 и 12. 3 76662011.10.30 Устройство сравнения 1 предназначено для формирования опорного сигнала, сравнения его с сигналом, поступающим на его вход с выхода усилителя 10 сигнала, и выдачи сигнала управления на вход драйвера 4. Устройство сравнения 1 выполнено на микросхеме 397. В качестве датчика тока 2 используется резистор 3 типа 1-010. Драйвер 4 предназначен для формирования мощных управляющих сигналов для управления транзисторами 7 и 8, обеспечивая стабильное открывание и закрывание транзисторов 7 и 8. Драйвер 4 выполнен на микросхеме 2104. Первый 5 и второй 6 резисторы использованы типа Р 1-12-0,25-10 Ом 5 -М-А и предназначены для увеличения времени переключения первого 7 и второго 8 транзисторов соответственно, что позволяет, во-первых, защитить выходы драйвера 4 от импульсов напряжения, которые появляются при включении и выключении первого 7 и второго 8 транзисторов и проходят по паразитным емкостям первого 7 и второго 8 транзисторов на выходы драйвера 4, во-вторых, защитить управляющие выводы первого 7 и второго 8 транзисторов от пробоя высоким напряжением, наведенным из-за наличия паразитных емкостей транзисторов 7 и 8 и появляющимися при включении транзисторов 7 и 8 импульсами напряжения с короткими фронтами, в-третьих, защитить схему от самопроизвольного открытия транзисторов 7 и 8 напряжением, наведенным из-за наличия паразитных емкостей транзисторов 7 и 8 и появляющимися при включении транзисторов 7 и 8 импульсами напряжения с короткими фронтами. Первый и второй транзисторы 7 и 8 использованы типа 1104. В качестве первой и второй индуктивности 9 и 10 использованы дроссели с индуктивностью около 100 мкГенри, в качестве первого и второго конденсаторов 11 и 12 применены конденсаторы емкостью 220 мкФ типа 502201016. БП работает следующим образом. При подаче напряжения питания на БП открывается первый транзистор 7 (второй транзистор 8 в это время закрыт) и ток от источника питания течет через первый транзистор 7, первую 9 и вторую 10 индуктивности, через нагрузку 13, и также заряжает конденсаторы 11 и 12. По мере заряда конденсаторов 11 и 12 ток через нагрузку 13 растет, растет также ток, протекающий через датчик тока 2. Сигнал с выхода датчика тока 2 поступает на вход устройства сравнения 1. При достижении максимального порогового значения тока через нагрузку 13 устройство сравнения 1 подает сигнал на драйвер 4, который снимает сигнал открывания с первого транзистора 7 и одновременно выдает сигнал открывания на второй транзистор 8. Первый 5 и второй 6 резисторы увеличивают время заряда паразитных емкостей первого 7 и второго 8 транзисторов соответственно и уменьшают величину импульсов напряжения, которые появляются при включении и выключении первого 7 и второго 8 транзисторов и проходят по паразитным емкостям первого 7 и второго 8 транзисторов на выходы драйвера 4, что защищает драйвер 4 от указанных импульсов напряжения. Увеличение времени переключения первого 7 и второго 8 транзисторов за счет наличия первого 5 и второго 6 резисторов уменьшает величину импульсов напряжения, наведенных из-за наличия паразитных емкостей транзисторов 7 и 8 на управляющих выводах первого 7 и второго 8 транзисторов и появляющихся при включении транзисторов 7 и 8 импульсами напряжения с короткими фронтами, что защищает их от пробоя и самопроизвольного открытия. При закрывании первого транзистора 7 и открывании второго транзистора 8 конденсаторы 11 и 12 разряжаются через нагрузку 13 и через второй транзистор 8. Ток, протекающий через датчик тока 2, уменьшается, и при достижении минимального порогового значения тока через нагрузку 13 устройство сравнения 1 подает сигнал на драйвер 4, который подает сигнал открывания через первый резистор 5 на первый транзистор 7 и одновременно снимает сигнал открывания с второго транзистора 8. Первый транзистор 7 4(второй транзистор 8 в это время закрыт) открывается, и ток от источника питания течет через первый транзистор 7, первую 9 и вторую 10 индуктивности, через нагрузку 13 и протекает, заряжая конденсаторы 11 и 12. По мере заряда конденсаторов 11 и 12 ток через нагрузку 13 растет, растет также ток, протекающий через датчик тока 2. При достижении максимального порогового значения сигнала датчика тока 2 устройство сравнения 1 подает сигнал на драйвер 4, который снимает сигнал открывания с первого транзистора 7 и одновременно подает сигнал открывания через второй резистор 6 на второй транзистор 8. Индуктивно-емкостной фильтр из индуктивностей 9 и 10 и конденсаторов 11 и 12 уменьшает пульсации тока через нагрузку 13. Таким образом, ток, протекающий через датчик тока 2, периодически растет до максимального порогового значения и спадает до минимального порогового значения. Ток через нагрузку 13 поддерживается при этом стабильным и с малыми пульсациями. Таким образом, БП обеспечивает повышение стабильности тока через нагрузку. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5