Стабилизированный источник питания Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках стаби;ти зированкого напряжения .

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, состоящий из диодно-тиристорного моста, блока фазового управления и блока обратной связи, принцип действия которого основан на изменении угла управления тиристоров в зависимости от изменения выходного напряжения выпрямителя (ll.

Недостатком этого ус-тройства является нелинейность заряда времязадающего конденсатора, подключенного к эмиттеру однопереходного транзистора, обусловленная непостоянством зарядного тока, уве1шчивающаяся при введении обратной связи. Это явление ведет к возникновению низкочастотной пульсации на выходе выпрямителя из-за малой крутизны нарастания напряжения на конденсаторе в момент замыкания однопереходного транзистора, что особенно существенно в области повышенных выходных напряжений источника и при повышенном напряжении питающей сети, что приводит к увеличению массо-объемных показателей сглаживающего фильтра и его удорожанию или необходимости введения симметрирующих регулировок неудобных и малоэффективных в большом диапазоне изменений питающего напряжения и нагрузки. Наряду с эти напряжение питания однОПереходного транзистора непостоянно, ограничено снизу выходным напряжением выпрямителя, а значит и пределы регу.шрования момента включения тиристоров тоже ограничены.

Наиболее близким к предлагаемо 4у по технической сущности является стабилизированный источник питания, содержащий диодно-тиристорный мостовой выпрямитель, входом подключенны к входным клеммам, а выходом через

сглаживающий фильтр соединенн з й с выходными клеммами, блок обратной связи, входом подсоединенный к выходным Клеммам, вспомогательный выпрямитель, входом г:одключенный к входным клеммам, и блок фазового

управления, включс1ющий в себя однопереходной транзис:тор, два базовых резистора и времязадающий конденсатор, причем одна база одноп€;реходного транзистора через первый базовый резистор подключена к первому выходному выводу вспомогательного выпрямителя, другая база соединена с первым выводом второго базового резистора, а его эмиттер через времязадакхций конденсатор подсоединен к второму выходному выводу вспомогательного выпрямителя 2 ,

Недостатками данного устройства являются наличие специального трансформатора для питания однопереходного транзистора, а также нелинейность заряда времязадакмего конденсатора, ведущая к возникновению низкочастотной пульсации и уменьшению стабилизации источника при одновременном изменении питающего напряжения и тока нагрузки, что препятетвует использованию источника для получения повышенных выходных напряжений .

Цель изобретения - упрощение CTafбилизированного источника питания и расширение диапазона стабилизированных выходных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что стабилизированный источник 11ИТс1Ния, содержащий диод но-тиристорный мостовор выпрямитель, входом подключеииыр к входным клеммам, а выходогЛ через сг.маживающий фильтр соединенный с выходными клеммами, блок обратной связи, входом подсоединенный к выходным клеммам, вспомо.гсАтельный выпрямитель, входом подключенный к входным клеммам, и блок фазового управления, включаюидай в себя однопереходной транзистор, два базовых резистора и времязадающий конденсатор, причем одна база однопереходного транзистора через первый базовый резистор подключена к первому выходному выводу вспомогательного выпрямителя, другая база соединена с первым выводом второго базового резистора, а его эмиттер через времязадающий конденсатор подсоединен к второму выходному выводу времязадаьэщего конденсатора, введено два накопителя, входы которых последовательно с диодами встречно-параллельно подключены к входным клеммам, а в блок фазового управления введены управляемый генератор тока и две оптотиристорные пары, причем управляе;У1ый генератор тока выходными выводами подключен между эмиттером однопереходного транзистора и первым выходным выводом вспомогательного выпрямителя, а входом управления соединен с выходом блока обратной связи, последовательно соединенные свето оды оптотиристораых пар подключены между вторым выводом второго базового резистора и вторым выходным выводом вспомогательного выпрямителя, фототиристоры оптотиристорных ;лар подсоединены между управляющими электродами тиристоров диодно-тиристорного мостового выпрямителя и выходами соответствующих накопителей.

Управляемый генератор тока блока фазового управления включает в себя транзистор, стабилитрон и два резистора, причем коллектор транзистора подключен к его первому выходному

выводу, эмиттер непосредственно соединен с входом управления и через первый резистор подключен к второму выходному выводу, который через стабилитрон подсоединен к базе транзистора, подключенной через второй резистор к второму выходному выводу вспомогательного выпрямителя.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого источника питания.

Стабилизированный источник питания, подключенный к входным клеммам 1, содержит диодно-тиристорный мостовой выпрямитель 2, состоящи{ из двух тиристоров 3-4 и двух диодов 5-6, к выходу которого подключен фильтр 7, соединенный с выходными клеммами и входом блока 8 обратной связи, вспомогательный вьлпрямитель 9, подключенный к входным клеммам и соединенный выходом с блоком 10 фазового управления, состоящим из однпереходного транзистора 11, подключенного первой базой через базовый резистор 12 к аноду, последовательн соединенных светодиодов двух оптотиристорных пар 13-14, катодом соединенных с одним выходом источника 9, второй базой через базовый резистор 15 к другому выходу выпрямителя 9, а эмиттером - к времязадающему конденсатору16 и коллектору биполярного транзистора 17, управляемого генератора тока, соединенного эмиттером с выходом блока 8 обратно связи и через времязадающий резистор 18 с другим выходом выпрямителя 9, а базой - с резистором 19 и анодом стабилитрона 20, соединенными последовательно и включенными в цепь питания блока 10 фазового управления. Два накопителя 21-22 с поледовательными диодами 23-24, подключенные встречно-параллельно к входным клеммам, своими выходами со динены с анодами фоторизисторов соответствующих оптотиристорных пар 13-14, катоды которых подключены к управляющим электродам соответствующик тиристоров 3-4.

Источник работает следующим образом.

При подключении питающей сети к входным клеммам 1 на выходе вспомогательного выпрямителя 9 возникает двухполупериодное напряжение трапецеидальной формы, которое использу.ется для питания блока 10 фазового управления. С началом первого полупеоиода питающего напряжения конденсатор 16 начинает заряжаться через биполярный транзистор 17 и резистор 18, причем ток заряда конденсатора 16 вследствие стабилизаци базового смещения биполярного транзистора 17 цепью стабилизации, образО;,анной резистором 19 и стабилитроном 20, близок к постоянному, поэтому напряжение на эмиттере однопереходного транзистора 11 будет близко к линейно нарастающему. Одновременно через открытый диод 23 конден5ссатор накопителя 21 заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона, включенного параллельно ему. В момент достижения напряжения на кон-, -денсаторе 16 порогового значения пе0реход эмиттер-база однопереходного транзистора 11 замыкается и через пос ледовательно включенные светодиоды двух оптотиристорных пар 13 и 14 протекает ток разряда конденсатора

5 16,Так как на аноде фоторезистора оп.тотиристорной пары ГЗ присутствует положительное напряжение заряженного накопителя 21, то фоторезистор вкл;-|Пается. Через него и управляющий электрод силового тиристора 3 проте0кает ток разряда накопителя 21. Тиристор 3 включается и на выходе стабилизировснного источника питания возникает выпрямленное напряжение. По окончании первого полупериода

5 пита схцее напряжение снимается со схемы управления и она возвращается, в исходное состояние. С началом второго полупериода питающей сети процесс повторяется, но в работу

0 вступают уже оптотиристорная пара 14, накопитель 22 с диодом 24 и тиристор 4. При увеличении напряжения питающей сети относительно но «1нального напряжение на выходе стабили5зированного источника питания начинает увеличиваться, вызывая одновременно изменение напряжения на выходе блока 8 обратной связи и уменьшение тока заряда конденсатора 16.

0 Время достижения напряжением на конденсаторе 16 порогового уровн однопереходного транзистора 11 увеличивается, и как следствие, увеличивается угол управления тиристорами и уменьшается выходное напряжение ста5билизированного источника питания. При уменьшении напряжения питающей сети от номинального уменьшается угол управления тиристорами и увеличивается выходное напряжение ис0точника. Таким же образом компенсируется изменение выходного напряжения источника, связанное с изменением тока нагрузки. При этом во, всем диапазоне изменения угла управ5ления тиристорами напряжение на конденсаторе 16 имеет линейно нарастающую форму, что обеспечивает четкое срабатывание однопереходного транзистора 11 и исключает возник0новение низкочастотной пульсации.

Предложенное устройство позволяет упростить схему диодно-тиристорного стабилизатора напряжения и одновременно расширить диапазон стабилизированных выходньи; напряжений. Простота конструкции, возможность использовать только типовые комплектующие изделия, отсутствие дополнительных трансформаторов для питания схемы управления определяют технологичность и относительно небольшую стоимость изготовления источников.

1, СТАБИЛИЭИРОВАННЬЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий диодно-тиристорный мостовой выпрямитель, входом подключенный к входным клеммам, а выходом через сглаживакяций фильтр соединенный с выходными клеммами, блок обратной связи, входом подсоединенный к выходным клеммам, вспомогательный выпрямитель, входом подключенный к входным клеммам, и блок фазового управления, включающий в себя однопереходный транзистор, два базовых резистора и времязадающий конденсатор, причем одна база однопереходного транзистора через первый базовый резистор подключена к первому выходному выводу вспомогательного выпрямителя, другая база соединена с первым выводом второго базового резистора, а его эмиттер через времязадающий конденсатор подсоединен к второму выходному выводу вспомогательного выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона стабилизации выходного напряжения, он снабжен двумя накопителями, входы которых последовательно с диодами встречно-параллельно подключены к входным клеммам,а в блок фазового управления введены управляемый генератор .тока и две оптотиристорных пары, причем управляемый генератор тока выходными выводами подключен между эмиттером однопереходного транзистора и первым выходным выводом вспомогательного выпрямителя, а входом управления соединен с выходом блока обратной ,связи, последовательно соединенные светодиоды оптотиристорных пар подключеиы между вторым выводом второго (Л базово.го резистора и вторым выходным выводом вспомогательного выпрямитес ля, фототиристоры оптотиристорных пар подсоединены между управляющими электродами тиристоров диодно-тиристорного мостового выпрямителя и выходами соответствукощх накопителей, 2. Источник питания по п, 1, о тличающий.ся тем, что управляемый генератор тока фазового уп- : со 4; равления включает в себя транзистор,: стабилитрон и два резистора, причем коллектор транзистора подключен к его первому выходному выводу, эмит05 тер непосредственно соединен с входом управления и через первый резист тор подключен к второму выходному выводу, который через стабилитрон подсоединен к базе транзистора, подключенной через второй резистор к второму выходному выводу вспомогательного выпрямителя.