PL236930B1 - Układ zasilacza niskiego napięcia - Google Patents

Abstract

Układ zasilacza niskiego napięcia charakteryzuje się tym, że wyjście zasilające główne dodatnie przetwornicy napięcia (Sw) połączone jest z wejściem pierwszym mostka dwupołówkowego (H), którego wyjście pierwsze połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego (Pz) pierwszego, a wyjście zasilające główne ujemne przetwornicy napięcia (Sw) połączone jest z wejściem prądowym pierwszym modułu pomiaru natężenia prądu (Pp), którego wyjście pomiarowe połączone jest z portem cyfrowym pierwszym mikroprocesorowego sterownika (St).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ zasilacza niskiego napięcia, przeznaczony do zasilania urządzeń elektronicznych, w których wymagana jest wysoka stabilność napięcia wyjściowego w punkcie przyłączenia odbiornika, w szczególności przy zasilaniu urządzeń cyfrowych o niespokojnym poborze prądu o znacznych wartościach szczytowych poprzez przedłużacz zasilający.

W znanym układzie zasilacza niskiego napięcia, wejście fazowe układu połączone jest z wejściem pierwszym filtra sieciowego. Wejście neutralne układu połączone jest z wejściem drugim filtra sieciowego. Wyjście pierwsze filtra sieciowego połączone jest z wejściem pierwszym prostownika, którego wyjście dodatnie połączone jest z wejściem zasilającym dodatnim przetwornicy napięcia. Wyjście drugie filtra sieciowego połączone jest z wejściem drugim prostownika, którego wyjście ujemne połączone jest z wejściem zasilającym ujemnym przetwornicy napięcia. Wyjście zasilające główne dodatnie przetwornicy napięcia połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego pierwszego. Wyjście zasilające główne ujemne przetwornicy napięcia połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego drugiego. Wyjście sterujące panelu użytkownika połączone jest z portem cyfrowym pierwszym mikroprocesorowego sterownika, którego port cyfrowy drugi połączony jest z wejściem sterującym przetwornicy napięcia. Wyjście zasilające pomocnicze dodatnie przetwornicy napięcia połączone jest z wejściem zasilającym dodatnim mikroprocesorowego sterownika, którego wejście zasilające ujemne połączone jest z wyjściem zasilającym pomocniczym ujemnym przetwornicy napięcia. Końcówka druga przewodu zasilającego pierwszego połączona jest z końcówką drugą kondensatora filtrującego oraz wyjściem dodatnim układu. Końcówka druga przewodu zasilającego drugiego połączona jest z końcówką pierwszą kondensatora filtrującego oraz wyjściem ujemnym układu.

W znanym układzie zasilacza niskiego napięcia występują znaczne spadki napięć w przewodach zasilających, zwłaszcza przy stosowaniu przedłużaczy zasilających i przy dużych wartościach płynącego prądu, co niekorzystnie wpływa na stabilność ich zasilania.

Istota układu zasilacza niskiego napięcia według wynalazku polega na tym, że wyjście zasilające główne dodatnie przetwornicy napięcia połączone jest z wejściem pierwszym mostka dwupołówkowego, którego wyjście pierwsze połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego pierwszego, a wyjście zasilające główne ujemne przetwornicy napięcia połączone jest z wejściem prądowym pierwszym modułu pomiaru natężenia prądu, którego, wyjście pomiarowe połączone jest z portem cyfrowym pierwszym mikroprocesorowego sterownika. Wejście prądowe drugie modułu pomiaru natężenia prądu połączone, jest z wejściem drugim mostka dwupołówkowego, którego wejście sterujące połączone jest z portem cyfrowym drugim mikroprocesorowego sterownika, a wyjście drugie mostka dwupołówkowego połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego drugiego. Końcówka druga przewodu zasilającego pierwszego połączona jest z anodą diody prostowniczej pierwszej, a końcówka druga przewodu zasilającego drugiego połączona jest z katodą diody prostowniczej pierwszej i z anodą diody prostowniczej drugiej, której katoda połączona jest z końcówką pierwszą kondensatora filtrującego i z wyjściem dodatnim układu.

Układ zasilacza niskiego napięcia według wynalazku zapewnia wysokosprawną stabilizację poziomu napięcia wyjściowego w punkcie zasilania odbiornika przy niespokojnym obciążeniu prądowym wyjścia zasilającego, nawet przy stosowaniu przedłużaczy zasilających i przy znacznych prądach obciążenia.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku przedstawiającym schemat układu zasilacza niskiego napięcia.

Wejście fazowe L układu połączone jest z wejściem pierwszym filtra sieciowego F. Wejścieneutralne N układu połączone jest z wejściem drugim filtra sieciowego F. Wyjście pierwsze filtra sieciowego F połączone jest z wejściem pierwszym prostownika G, którego wyjście dodatnie połączone jest z wejściem zasilającym dodatnim przetwornicy napięcia Sw. Wyjście drugie fiitra sieciowego F połączone jest z wejściem drugim prostownika G, którego wyjście ujemne połączone jest z wejściem zasilającym ujemnym przetwornicy napięcia Sw. Wyjście zasilające główne dodatnie przetwornicy napięcia Sw połączone jest z wejściem pierwszym mostka dwupołówkowego H, którego wyjście pierwsze, połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego Pz pierwszego. Wyjście zasilające główne ujemne przetwornicy napięcia Sw połączone jest z wejściem prądowym pierwszym modułu pomiaru natężenia prądu Pp. Wejście prądowe drugie modułu pomiaru natężenia prądu Pp połączone, jest z wejściem drugim mostka dwupołówkowego H, którego wyjście drugie połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego Pz drugiego. Wyjście pomiarowe modułu pomiaru natę

PL 236 930 B1 żenia prądu Pp połączone jest z portem cyfrowym pierwszym mikroprocesorowego sterownika St, którego port cyfrowy drugi połączony jest z wejściem sterującym mostka dwupołówkowego H. Wyjście sterujące panelu użytkownika Pu połączone jest z portem cyfrowym trzecim mikroprocesorowego sterownika St, którego port cyfrowy czwarty połączony jest z wejściem sterującym przetwornicy napięcia Sw. Wyjście zasilające pomocnicze dodatnie przetwornicy napięcia Sw połączone jest z wejściem zasilającym dodatnim mikroprocesorowego sterownika St, którego wejście zasilające ujemne połączone jest z wyjściem zasilającym pomocniczym ujemnym przetwornicy napięcia Sw. Końcówka druga przewodu zasilającego Pz pierwszego połączona jest z anodą diody prostowniczej pierwszej D1, z końcówką drugą kondensatora filtrującego C oraz z wyjściem ujemnym Wy- układu według wynalazku. Końcówka druga przewodu zasilającego Pz drugiego połączona jest z katodą diody prostowniczej pierwszej D1 i z anodą diody prostowniczej drugiej D2, której katoda połączona jest z końcówką pierwszą kondensatora filtrującego C i wyjściem dodatnim Wy+ układu według wynalazku.

Napięcie sieciowe podawane jest na wejście fazowe L i na neutralne N układu według wynalazku zasilając wejścia filtra sieciowego F. Filtr sieciowy, filtruje zakłócenia sieciowe oddawane do sieci zasilającej oraz pochodzące z sieci zasilającej. Zasilające odfiltrowane napięcie z wyjść filtra F podawane jest na wejścia prostownika G. Wyprostowane napięcie z wyjść prostownika G zasila wejścia zasilające przetwornicy napięcia Sw. Przetwornica napięcia Sw transformuje wysokie napięcie stale ze swoich wejść do niskich napięć stałych. Napięcie z wyjścia zasilającego głównego dodatniego przetwornicy napięcia Sw zasila wejście pierwsze mostka dwupołówkowego H. Napięcie z wyjścia zasilającego głównego ujemnego przetwornicy napięcia Sw zasila poprzez wejścia prądowe modułu pomiaru natężenia prądu Pp wejście drugie mostka dwupołówkowego H. Napięcie z wyjścia pierwszego mostka dwupołówkowego H zasila poprzez przewód zasilający Pz pierwszy: anodę diody prostowniczej pierwszej D1, końcówkę drugą kondensatora filtrującego C i wyjście ujemne Wy- układu według wynalazku. Napięcie z wyjścia drugiego mostka dwupołówkowego H zasila poprzez przewód zasilający Pz drugi: katodę diody prostowniczej pierwszej D1 i anodę diody prostowniczej drugiej D2.

W fazie pierwszej działania układu według wynalazku, po włączeniu zasilania na wejściu We, program mikroprocesorowego sterownika St ustawia niski stan napięcia na swoim wyjściu sterującym cyfrowym drugim, które połączone jest z wejściem sterującym mostka dwupołówkowego H. Niski stan napięcia na wejściu sterującym mostka dwupołówkowego H, przełącza stan mostka dwupołówkowego H, tak że mostek dwupołówkowy H przewodzi prąd ze swojego wejścia pierwszego do swojego, wyjścia pierwszego oraz ze swojego, wyjścia drugiego do swojego wejścia drugiego. Ujemne napięcie z wyjścia drugiego mostka dwupołówkowego H zasila poprzez przewód zasilający Pz drugi katodę diody prostowniczej pierwszej D1, polaryzując ją w kierunku przewodzenia oraz anodę diody prostowniczej drugiej D2, polaryzując ją w kierunku zaporowym. Dodatnie napięcie z wyjścia pi erwszego mostka dwupołówkowego H zasila poprzez przewód zasilający Pz pierwszy anodę diody prostowniczej pierwszej D1. Spolaryzowana w kierunku zaporowym dioda druga D2 odcina przepływ prądu do końcówki pierwszej kondensatora C i wyjścia dodatniego Wy+ układu według wynalazku. Spolaryzowana w kierunku przewodzenia dioda pierwsza D1 zaczyna przewodzić prąd w obwodzie złożonym z wyjścia zasilającego głównego dodatniego przetwornicy napięcia Sw, z wejścia pierwszego mostka dwupołówkowego H, z wyjścia pierwszego mostka dwupołówkowego H, z przewodu zasilającego Pz pierwszego, z diody prostowniczej pierwszej D1, z przewodu zasilającego Pz drugiego, z wyjścia drugiego mostka dwupołówkowego H, z wejścia drugiego mostka dwupołówkowego H, z wejścia prądowego drugiego modułu pomiaru natężenia prądu Pp, z wejścia prądowego pierwszego modułu pomiaru natężenia prądu Pp i z wyjścia zasilającego głównego ujemnego przetwornicy napięcia Sw. Program mikroprocesorowego sterownika St, poprzez swój port cyfrowy czwarty ustala napięcie pracy w fazie pierwszej pracy układu na wyjściach zasilających głównych przetwornicy napięcia Sw. Program mikroprocesorowego sterownika St, poprzez swój port cyfrowy pierwszy odczytuje wartość zmierzonego prądu i z wejścia pomiarowego modułu pomia ru natężenia prądu Pp płynącego przez jego wejścia prądowe, oblicza impedancję przewodu, zasilającego Pz i przełącza układ według wynalazku do fazy drugiej.

W fazie drugiej działania układu, program mikroprocesorowego sterownika St ustawia wysoki stan napięcia na swoim wyjściu sterującym cyfrowym drugim, które połączone jest z wejściem sterującym mostka dwupołówkowego H. Wysoki stan napięcia na wejściu sterującym mostka dwupołówkowego H, przełącza stan mostka dwupołówkowego H, tak że mostek dwupołówkowy H przewodzi prąd ze swojego wejścia pierwszego, do swojego wyjścia drugiego oraz ze swojego wyjścia pierwszego do swojego wejścia drugiego. Dodatnie napięcie z wyjścia drugiego mostka dwupołówkowego H zasila

PL 236 930 B1 poprzez przewód zasilający Pz drugi katodę diody prostowniczej pierwszej D1, polaryzując ją w kierunku zaporowym oraz anodę diody prostowniczej drugiej D2, polaryzując ją w kierunku przewodzenia. Ujemne napięcie z wyjścia pierwszego mostka dwupołówkowego H zasila poprzez przewód zasilający Pz pierwszy anodę diody prostowniczej pierwszej D1, końcówkę drugą kondensatora C oraz wyjście ujemne Wy- układu według wynalazku. Spolaryzowana w kierunku przewodzenia dioda druga D2 zaczyna przewodzić prąd w obwodzie złożonym z: wyjścia zasilającego głównego dodatniego przetwornicy napięcia Sw, wejścia pierwszego mostka dwupołówkowego H, wyjścia drugiego mostka dwupołówkowego H, przewodu zasilającego Pz drugiego, diody prostowniczej drugiej D2, połączonych równolegle: końcówki pierwszej kondensatora C oraz wyjścia dodatniego Wy+ układu według wynalazku i dalej: połączonych równolegle: końcówki drugiej kondensatora C oraz wyjścia ujemnego Wy- układu według wynalazku, przewodu zasilającego Pz pierwszego, wyjścia pierwszego mostka dwupołówkowego H, wejścia drugiego mostka dwupołówkowego II, wejścia prądowego drugiego modułu pomiaru natężenia prądu Pp, wejścia prądowego pierwszego modułu pomiaru natężenia prądu Pp i wyjścia zasilającego głównego ujemnego przetwornicy napięcia Sw. Program mikroprocesorowego sterownika St, odczytuje poprzez swój port trzeci nastawę napięcia z panelu użytkownika Pu, a następnie poprzez swój port cyfrowy czwarty ustala napięcie pracy układu na wyjściach zasilających głównych przetwornicy napięcia Sw. Program mikroprocesorowego sterownika St, poprzez swój port cyfrowy pierwszy odczytuje wartość zmierzonego prądu z wyjścia pomiarowego modułu pomiaru natężenia prądu Pp płynącego przez jego wejścia prądowe. Program mikroprocesorowego sterownika St, oblicza na podstawie obliczonej impedancji w fazie pierwszej działania układu, korektę napięcia równoważącą spadek napięcia dla bieżącej wartości prądu pobieranego z wyjść układu według wynalazku. Program mikroprocesorowego sterownika St, poprzez swój port cyfrowy czwarty koryguje zgodnie z wykonanymi obliczeniami napięcie pracy układu na wyjściach zasilających głównych przetwornicy napięcia Sw.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Układ zasilacza niskiego napięcia, w którym wejście fazowe połączone jest z wejściem pierwszym filtra sieciowego, a wejście neutralne połączone jest z wejściem drugim filtra sieciowego, zaś wyjście pierwsze filtra sieciowego połączone jest z wejściem pierwszym prostownika, którego wyjście dodatnie połączone jest z wejściem zasilającym dodatnim przetwornicy napięcia, wyjście drugie filtra sieciowego połączone jest z wejściem drugim prostownika, którego wyjście ujemne połączone jest z wejściem zasilającym ujemnym przetwornicy napięcia, wyjście zasilające pomocnicze ujemne przetwornicy napięcia połączone jest z wejściem zasilającym ujemnym mikroprocesorowego sterownika, którego wejście zasilające dodatnie połączone jest z wyjściem zasilającym pomocniczym dodatnim przetwornicy napięcia, wejście sterujące przetwornicy napięcia połączone jest z portem cyfrowym czwartym mikroprocesorowego sterownika, którego port cyfrowy trzeci połączony jest z wyjściem sterującym panelu użytkownika, przy czym końcówka druga przewodu zasilającego pierwszego połączona jest z końcówką drugą kondensatora filtrującego i z wyjściem ujemnym, a końcówka druga przewodu zasilającego drugiego połączona jest z końcówką pierwszą kondensatora filtrującego i z wyjściem dodatnim, znamienny tym, że wyjście zasilające główne dodatnie przetwornicy napięcia (Sw) połączone jest z wejściem pierwszym mostka dwupołówkowego (H), którego wyjście pierwsze połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego (Pz) pierwszego, a wyjście zasilające główne ujemne przetwornicy napięcia (Sw) połączone jest z wejściem prądowym pierwszym modułu pomiaru natężenia prądu (Pp), którego wyjście pomiarowe połączone jest z portem cyfrowym pierwszym mikroprocesorowego sterownika (St), a wejście prądowe drugie modułu pomiaru natężenia prądu (Pp) połączone jest z wejściem drugim mostka dwupołówkowego (H), wejście sterujące mostka dwupołówkowego (H) połączone jest z portem cyfrowym drugim mikroprocesorowego sterownika (St), a wyjście drugie mostka dwupołówkowego (H) połączone jest z końcówką pierwszą przewodu zasilającego (Pz) drugiego, przy czym końcówka druga przewodu zasilającego (Pz) pierwszego połączona jest z anodą diody prostowniczej pierwszej (D1), a końcówka druga przewodu zasilającego (Pz) drugiego połączona jest z katodą diody prostowniczej pierwszej (D1) i z anodą diody prostowniczej drugiej (D2), której katoda połączona jest z końcówką pierwszą kondensatora filtrującego (C) i z wyjściem dodatnim (Wy+).