Многоканальный источник постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/64 

(k) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания, автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно входной фильтр, импульсный стабилизатор и преобразователь с силовым трансформатором, каждый из выходов которого через соответствующий выпрямитель с фильтром соединен с выходными выводами и входом блока управления преобразователем с выходным трансформатором С Ч

Его недостатком является наличие входного импульсного стабилизатора и, как следствие, ухудшение динамических характеристик из-за необходимости применения на его выходе фильтра, а также низкая стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальный источник постоянного напряжения, содержащий входной выпрямитель со сглаживающим фильтром, регу лируемый инвертор, трансформатор, четыре выходных канала, один из которых охвачен обратной связью, поступающей на систему управления регулируемого инвертора, работающего по принципу

to широтно-импульсной модуляции, один нестабилизированный канал и два канала, стабилизация в которых осуществляется импульсными стабилизаторами 2.

15

Его недостатками являются низкие массогабаритные и динамические показатели, обусловленные наличием больших LC фильтров.

Цель изобретения - улучшение массо20габаритных и динамических показателей источника.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный источник посто310янного напряжения, содержащий последо вательно соедикенные входной выпрямитель, сглаживающий фильтр, инвертор, трансформатор, первичные обмотки которого подключены к выходу инвертора, а вторичные обмотки - к соответствующим выходам источника, причем одна из вторичных обмоток соединена с входным выпрямителем основного канала, выходные фильтры, введено N переключающих узлов, выходными выводами последовательно соединенные между собой и с ключами инвертора, а входами - с введенным блоком управления переключающих узлов, вход которого соединен с выходом выпрямителя основного канала, стабилизированные выпрямители, входы которых подключены к соответствующим вторичным выходным обмоткам транс форматора, а выходы - к соответствующим выходным фильтрам. Переключающие узлы выполнены на уп равляемом ключе и диоде, первые элект роды которых соединены с первым выходом, вторые электроды соединены через введенную дополнительную обмотку трансформатораj причем второй выходно вывод переключающего узла соединен с вторым электродом управляющего ключа или диода о На фиг. 1 представлена блок-схема многоканального источника питания; на фиг. 2 и 3 варианты включения переключающих узлов в инвертор. Многоканальный источник питания содержит входной выпрямитель 1, к выходу которого через сглаживающий фильтр 2 подключен инвертор 3 одна из вторичных обмоток трансформатора А которого подключена к входу выпрямителя основного канала 5j ДРУГие вторичные обмотки подключены к входам стабилизированных выпрямителей 6, переключающие узлы 7 подключены к инвер тору 3. блок 8 управления с переключающими узлами 7 выходные фильтры 9, а переключающий узел 7 содержит управ ляемый ключ 10 и диод 11, соединенные электродами между собой и через дополнительную обмотку 12 трансформатора k, переключающие узлы 7 соединены последовательно между собой и с ключами 13 и 14 инвертора 3. Источник питания работает следующим образом, Входное переменное напряжение выпрямляется при помощи входного выпрямителя 1 сглаживается фильтром 2 и .преобразовывается в высокочастотное 584 переменное напряжение необходимых уровней при помощи инвертора 3 и трансформатора k, которое затем выпрямляется nt-H помощи выпрямителя основного канала и стабилизированных выпрямителей 6, сглаживается фильтрами 9 и поступает на выходы. Стабилизация напряжения на нагрузке основного канала обеспечивается при помощи блока 8 управления, который через переключающее устройство 7 подключает необходимую комбинацию дополнительнь х обмоток 1, тем самым изменяет коэффициент трансформации между первичной и вторичной обмотками таким образом, чтобы напряжение на выходе основного канала оставалось неизменным. Напряжение на выходе дополнительных каналов стабилизируется при помо щи стабилизированных выпрямителей 6, / На фиг, 2 приведена принципиальная схема инвертора 3 с переключающими узлами 7- Переключающие узлы 7 выполнены на управляемом ключе 10 и диоде 11, первые из электродов ключа 10 и диода 11 объединены в общую точку, образующую первый подсоедини тельный вывод,, а другие электроды соединены между собой через дополнительную обмотку 12 трансформатора 4, причем точка соединения дополнительной обмотки 12 и ключа 10 образует второй подсЬедини.тельный вывод. Все переключающие узлы 7 через подсоединительные выводы соединены последовательно между собой и с ключами 13| 14 стойки инвертора 3 причем к выходу инвертора 3 подключена первичная обмотка трансформатора 4, Транзисторы 13 и 14 инвертора 3 открываются поочередно, тем самым к первичной обмотке трансформатора 4 прикладывается переменное напряжение. Если ключи 10 заперты, ток первичной обмотки замыкается через диоды 11 и дополнительные обмотки 12, включенные согласно с первичной обмоткой. При этом действующее значение напряжения на выходе инвертора минимально. При включении клю-18 10 какого-либо переключающего узла к диоду 11 прикладыоается напряжение запирающей полярности и соответствующая дополнительная обмотка 12 исключается из работы, что приводит к изменению действующего коэффициента трансформации, В зависимости от входного напряжения и тока нагрузки переключается такая комбинация дополнительных обмоток, чтобы напряжение на выходе оставалось неизменным. На фиг. 3 приведена принципиальная схема инвертора с переключающими узла ми. Переключающие устройства 7 выполне ны на диоде 11 и управляемом ключе 10 одни из электродов ключа 10 и диода 1 объединены в общую точку, образующую первый подсоединительный вывод, а дру гие электроды соединены между собой через дополнительную обмртку 12 транс форматора 4, причем точка соединения дополнительной обмотки 12 и диода 11 образует второй подсоединительный вы вод. Все переключающие узлы 7 через подсоединительныг выводы соединены последовательно между собой и с транзисторами 13 и 1 стойки инвертора 3. Транзисторы 13 и 14 открываются пооче редно, тем самым к первичной обмотке трансформатора прикладывается переменное напряжение. Если ключи 10 заЬерты, ток первичной обмотки замыкается через диоды 11. При этом действующее значение напряжения на выходе инвертора минимально. При включении ключа 10 какого-либо переключающего узла 7 ток первичной обмотки замыкается через ключ 10 и дополнительную обмотку 12, включенную встреч но первичной обмотке. При этом к диоду 11 прикладывается запирающее напряжение, коэффициент трансформации изменяется. В.зависимости от входного напряжения и тока нагрузки подключается такая комбинация дополнительных обмоток, чтобы напряжение на выходе оставалось неизменным. В отличие от прототипа, напряжение на выходе инвертора не имеет паузы в нуле, что позволяет исключить фильтр на выходе выпрямителя основного канала. Кроме того, для дополнительных каналов инвертор с переключающими узлами выполняет функцию предварительно го стабилизатора, что позволяет значительно уменьшить паузу в нуле напряжения на выходе стабилизированных выпрямителей и дает возможность умень шить массу и габариты выходных фильтров 9. Исключение выходного фильтра в основном канале и уменьшение выходных фильтров дополнительных каналов приводит к улучшению динамических свойств многоканального источника питания. Формула изобретения 1.Многоканальный источник постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные входной выпрямитель, сглаживающий фильтр, инвертор, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу инвертора, а вторичные обмотки подключены к соответствующим выходам источника, причем одна из вторичных об моток соединена с входом выпрямителя основного канала, выходные фильтры, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных и динамических показателей, в него введено N переключающих узлов, выходными выводами последовательно соединенные между собой и с ключами инвертора, а входами - с введенным блоком управления переключающих узлов, вход которого соединен с выходом выпрямителя основного канала, стабилизированные выпрямители,, входы которых подключены к соответствую:Щим вторичным обмоткам трансформатора, а выходы - к соответствующим выходным фильтрам. 2.Источник постоянного напряже ния по п. 1,отличающийся тем, что переключающие узлы выполнены на управляемом ключе и диоде, первые электроды которых соединены с первым выходом, вторые электроды соединены через введенную дополнительную обмотку трансформатора, причем второй выходной вывод переключающего узла соединен с вторым электродом управляемого ключа или диода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 F 1/5б, 1976. 2. Hewlett Packard Journal, July, 1979, с. 26, Р.ИС. 2.

I

H

L

X

f О-® -®

ff

//

fff

-w//

K.

1

m

Ч)

fff//

-W

//

f2

fff

Ф&г.

-t- Oi//

//