Источник вторичного электропитания Российский патент 2020 года по МПК H02M7/217 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях переменного напряжения в постоянное с защитой их от перенапряжений на входе.

Известен источник вторичного электропитания, у которого источник переменного напряжения подключен через конденсатор к мостовому выпрямителю, первый и второй выходы которого подключены к транзистору, база которого подключена к блоку управления, первый вход которого подключен через встречно включенный диод к первому выходу мостового выпрямителя и к первому выходу источника, второй вход его подключен ко второму выходу мостового выпрямителя и к второму выходу источника, /см. п. US №7362599 НКИ 363/89, 2009 г./

Недостатком такого источника является большое потребление мощности, низкая надежность источника при изменении переменного напряжения на его входе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является источник вторичного электропитания, содержащий входной конденсатор, соединенный с первым выходом источника переменного напряжения, другой вывод его соединен с первым входом мостового выпрямителя, второй вход которого соединен со вторым выходом источника переменного напряжения, первый выход мостового выпрямителя соединен через фильтрующий конденсатор со вторым выходом его, с эмиттером транзистора и через последовательно соединенные тиристор и первый резистор с катодом транзистора, база которого через последовательно соединенную цепочку из стабилитрона, включенного встречно, второго и третьего резисторов, параллельно последнему подключен конденсатор, соединена со вторым выходом мостового выпрямителя и с первым входом импульсного преобразователя, второй вход которого соединен с точкой соединения тиристора и первого резистора, первый и второй выходы импульсного преобразователя являются первым и вторым выходами источника вторичного электропитания, /см. п. RU №2178233, МКИ7 Н02М 7/217, 2000 г./

Недостатком известного источника питания является низкая надежность, обусловленная нестабильностью порога срабатывания транзистора, зависящая от температуры окружающей среды и от характеристики транзистора, ограниченность применения. При повышении порога срабатывания ток базы транзистора должен быть не менее минимального тока стабилизации стабилитрона, что вызывает ряд проблем при построении источников питания для высоких входных напряжений.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение надежности, расширение функциональных возможностей.

Технический результат достигается тем, что в источник вторичного электропитания, содержащий источник переменного напряжения, первый и второй выводы которого подключены соответственно через фильтр к первому и второму входам мостового выпрямителя, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому, параллельно которому подключен конденсатор, и второму резисторам, к первому входу импульсного преобразователя, первый и второй выходы которого являются выходами источника питания, первый транзистор, катод которого подключен к первому выводу третьего резистора, стабилитрон, введены второй транзистор, четвертый и пятый резисторы, причем второй вывод третьего резистора подключен к базе второго транзистора, к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к третьему выходу импульсного преобразователя, к эмиттеру второго транзистора, катод которого подключен к второму входу импульсного преобразователя, и через пятый резистор - к точке соединения первого и второго резисторов, к базе первого транзистора, эмиттер которого через встречно включенный стабилитрон подключен к первому выходу мостового выпрямителя, второй выход которого подключен к другому выводу второго резистора и третьему входу импульсного преобразователя.

Проведенные патентные исследования по патентной и научно-технической литературе дают основания предполагать, что до настоящего времени неизвестно предложенное техническое решение, что позволяет сделать вывод о наличии новизны у заявляемого источника вторичного электропитания.

Использование совокупности признаков, отличающих заявляемое техническое решение от известных, при изучении данной и смежных областей раздела техники преобразования переменного напряжения в постоянное с той же целью не выявлено, что обеспечивает заявляемому техническому решению соответствия критерию «существенные отличия». /см. DE з. №102008027583 Н02М7 7/217, 2010; WO з. №2008012772, Н02М7 7/217, 2009; JP з. №3872172, Н02М7 7/217, 2008/.

На фигуре 1 представлена схема предлагаемого источника вторичного электропитания, на фиг.2 - пример выполнения импульсного преобразователя.

Источник вторичного электропитания (фигура 1) содержит источник 1 переменного напряжения, первый и второй выходы которого через фильтр 2 подключены соответственно к первому и второму входам мостового выпрямителя 3, к первому и второму выходам которого подключена цепь из последовательно соединенных первого 4, параллельно которому подключен конденсатор 5, и второго 6 резисторов, точка соединения последних подключена к база первого 7 транзистора, эмиттер которого через встречно включенный стабилитрон 8 подключен к первому выходу мостового выпрямителя 3, катод его через третий 9 резистор подключен к базе второго 10 транзистора, к первому выводу четвертого 11 резистора, второй вывод которого подключен к эмиттеру второго 10 транзистора, импульсный преобразователь 12, первый и третий входы импульсного преобразователя подключены соответственно к первым и вторым выходам мостового выпрямителя 3, первый и второй выходы импульсного преобразователя являются первым и вторым выходами источника, третий выход его подключен к эмиттеру второго 10 транзистора, катод которого подключен к второму входу импульсного преобразователя 12 и через пятый 13 резистор - к базе первого 7 транзистора.

Импульсный преобразователь 12 (фиг. 2) содержит блок 14 управления, первый вход которого является первым входом преобразователя 12, второй вход его является вторым входом преобразователя 12, выход блока 14 подключен к базе транзистора 15, эмиттер которого подключен к первому входу преобразователя 12, катод его через первую 16₁ первичную обмотку трансформатора 16 подключен к третьему входу преобразователя 12, первый вход его через вторую 16₂ первичную обмотку трансформатора 16 подключен к катоду диода 17, анод которого подключен через конденсатор 18 к первому входу преобразователя 12, к третьему входу блока 14 и к третьему выходу преобразователя 12, первый вывод вторичной обмотки трансформатора 16 через второй 19 диод подключен к первому выходу импульсного преобразователя 12, второй вывод ее подключен ко второму выводу преобразователя 12, и фильтр 20, подключенный параллельно первому и второму выводам преобразователя 12.

Блок 14 управления может быть выполнен на микросхеме D10 8650.

Источник вторичного электропитания работает следующим образом.

При величине переменного напряжения в норме и ниже транзисторы 7 и 10 закрыты выходной импеданс схемы высокий, намного выше импеданса второго входа (входа «Выкл») импульсного преобразователя 12, и источник работает в обычном режиме. При превышении напряжения на входе источника 1 питания на второй 16₂ первичной обмотке трансформатора 16 появляется повышенное напряжение, которое через диод 17 подается на транзистор 10 и на второй вход блока 14 управления. Первый 7 транзистор начинает открываться, увеличивается падение напряжения на четвертом 11 резисторе, что приводит к открыванию второго 10 транзистора и увеличению тока через пятый 13 резистор, что приводит к лавинообразному открыванию транзисторов 7 и 10. На второй вход блока 14 управления подается напряжение, которое закрывает транзистор 15 и отключает импульсный преобразователь 12. При повышении напряжения на источнике 1 ток, потребляемый по входной цепи, может быть достаточно небольшим (определяется коэффициентом передачи применяемого транзистора), а минимальный ток стабилизации стабилитрона 8, подключенного к эмиттеру транзистора 7, обеспечивается током коллектора открывшегося транзистора 10, что обеспечивает стабильность порога срабатывания схемы, повышает надежность источника электропитания и позволяет широко применять предложенный источник питания в том числе и для питания светодиодов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях переменного напряжения в постоянное с защитой их от перенапряжений на входе. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение стабильности порога срабатывания, расширение функциональных возможностей. Технический результат достигается тем, что в источник вторичного электропитания, содержащий источник переменного напряжения, фильтр, мостовой выпрямитель, первый транзистор, последовательно соединенные первый, параллельно которому подключен конденсатор, и второй резисторы, третий резистор, стабилитрон, импульсный преобразователь, введены второй транзистор, четвертый и пятый резисторы, причем второй вывод третьего резистора подключен к базе второго транзистора, к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к третьему выходу импульсного преобразователя, к эмиттеру второго транзистора, катод которого подключен к второму входу импульсного преобразователя, и через пятый резистор - к точке соединения первого и второго резисторов, к базе первого транзистора, эмиттер которого через встречно включенный стабилитрон подключен к первому выходу мостового выпрямителя, второй выход которого подключен к другому выводу второго резистора и третьему входу импульсного преобразователя. 2 ил.

Источник вторичного электропитания, содержащий источник переменного напряжения, первый и второй выводы которого подключены соответственно через фильтр к первому и второму входам мостового выпрямителя, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому, параллельно которому подключен конденсатор, и второму резисторам, к первому входу импульсного преобразователя, первый и второй выходы которого соответственно являются первым и вторым выходами источника питания, первый транзистор, катод которого подключен к первому выводу третьего резистора, стабилитрон, отличающийся тем, что введены второй транзистор, четвертый и пятый резисторы, причем второй вывод третьего резистора подключен к базе второго транзистора, к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к третьему выходу импульсного преобразователя, к эмиттеру второго транзистора, катод которого подключен к второму входу импульсного преобразователя и через пятый резистор к точке соединения первого и второго резисторов, к базе первого транзистора, эмиттер которого через встречно включенный стабилитрон подключен к первом выходу мостового выпрямителя, второй выход которого подключен к другому выводу второго резистора и к третьему входу импульсного преобразователя.