Источник питания постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

СД

О1

|и-А

со

фиг.1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания с широтно-имггульсным преобразованием напряжения. Известны ИСТОЧНИКИ питания, которые содержат импульсный преобразователь с широтно-импульсным регулиров нием, L, С-4ильтр на выходе, к выходн выводам которого через ключ, наприме транзисторный, подключен резистор подгрузки, подключение к отключение которого осуществляется по сигналу, получаемому с датчика тока СДЗ Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является истошик:питания постоянного тока, содержащий широтно-импульсный стабилизатчэр, L, С -фильтр, включенный на его выходе, .орган поагрузки, включенный параллельно конденсатору филь-п ра С2. . НецостаткЬм источника питания яв- ляется низкий коэффициент полезного действия при токах нагрузки, меньших .или близких к току намагничивания др селя, что следует из.его.принципа цейсТБИя. На холостом хоце и при токах наг- рузки. меньш51х тока намагничивания дросселя иС- фильтра, Параллельно выхоцу источн.ика питания органом под грузки подключается резистор такйй величины, что ток через него равен то намагничивания дросселя. Это устраняе режим прерывистых токов через арос сель L, С--фильтра, при котором цепь о.т рицагельной обратной связи источника практически не работает, и его выход ное напряжение значительно увеличивается. Отключение упомянутого резистора происходит после того как величи на тока нагрузки достигнет величины тока намагничивания дросселя. Таким образом, в режиме малых токов ток, потребляемый от исгочниjca f-T равен сумме тока нагрузки J и тока подгрузки :ЛП(., т.е. :ip - noAfp Р холостом ходе 3р,|-,л)-в t Р токе нагрузки близком по величине току нагрузки (-J. ..pХ2Лр, , т.е. половина отби раемой от источника мощности расхо дуется бесполезно. Известно, что ток намагничивания сагтавляет от номинального тока нагрузки, т.е. при таком методе устранения режима прерывистых токов до 1О% мощности истошика теряется, что уменьшает его коэффициент полез- 19-2 ного действия при работе в .щиртком диапазоне токов нагрузки. Цель изобретения - повьшенйе коэф фициента полезного действия источника питания при токах нагрузки, меньших тока намагничивания дросселя. Поставленная цель достигается за счет того, что в источнике питания, постоянного тока, содержащем широтно- импульсный .стабилизатор; LC -фильтр, включенный на его выходе, орган подгрузки, включенный параллельно конденсатору фильтра, орган подгрузки выполнен в виде дополнительного стабилизатора. . Дополни1 льный стабилизатор состоит из двухкаскадного усилителя пос;тоянного тока и цепи из последовательно соединенных нескольких стабилитронов и регулируемого резистора, подключенной параллельно двухкас.к:адному усилителю, при этом 1эе гулируемый резистор подключен к входу двухкаскадного усилителя. На фиг. 1 приведена структурная схема источника питания; на фиг. 2 возможный вариант параллельного стабилизатора. Источник питания (фиг. 1) содержит импульсный стабилизированный преобразователь 1, состоящие из широтно-импульоного реггулятора 2 и Ц С -фильтра 3, включающего в себя дроссель 4 и конденсатор 5, параллельно конденсатору 5 подключен орган 6 нагрузки, выполненный в виде стабилизатора. Источник работает следующим образом. . При подключении номинальной нагрузки к выходным выводам источника питания дроссель 4UC-фильтра 3 работает в режиме непрерывного тока. Цепь отрицательной .обратной связи источника широтно-модулированных импульсов работает в своем нормальном режиме, и напряжение на выходе источника равно ном1шальному значению. Ток через регулирующий элемент регулируемого параллельного стабилизатора 6 напряжения не протекает. При уменьшении тока нагрузки до величины меньшей толса намагничивания дросселя. 41.С -фильтра 3, он начинает, работать в эежиме прерывистых токов. Цепь отрицательной обратной связи импульсногх) регулятора 2 не может обеспечить требуемую ширину импульсов, вследствие чего напряжение на конденсаторе 5 начинает увеличираться. При его

3.1

увеличении до напряжения стабилизации регулируемого параллельного стабилизатора 6 напряжения начинает протекать ток и дальнейшее увеличение напряжения на вьрсоце источника не происходит,

тех. как длительность импульсов становится достаточной для нормальной работы цэпи отрицательной обратной связи им- . пульсоь регулятора 2. Таким образом, , выхопное напряжение источника га ран тированно не превысит максимально-цопустимого значения.

Стабилизатор 6 состоит из послецователшо включенных регулируемого резис.тора 7 и стабилитронов 8 параметрического стабилизатора 9, усилителя 10 постойного тока, собранного на транзисторах 11 и 12 и резисторе 13 вход усилителя постоянного тока 10, являющийся базой транзистора- 12, поаключен к точке соединения регулируемого резистора 7 и стабилитронов 8 параметрического стабилизатора 9, а выходной транзистор 11 усилителя 1О постоянного тока подключен параллельно па раме г ри- ческому стабилизатору 9.

Стабилизатор работает следующим об-разом,

Регулируемый резистор 7 устанаеливается ток через параметрический стабилизатор 9. Этот ток выбирается

194

такой величины, чтобы ток через выходной транзистор 11 усилителя 10 постоям, ного тока начинал протекать после того, когда напряжение на параметрическом стабилизаторе 9 достигнетустановленного максимального значения напряжения источника питания. Подстройка регулируемого параллельного стабилизатора б достигается за счет наличия в стабилит роне динамического сопротивления, йа котором при изменении тока через стабилитрон напряжение изменяется в пределах 2О-22% от номинального значения. Это позволяет добиться точного установления заданного напряжения стабилизации регулируемого параллельлого стабилизатора 6 напряженинг равного м)аксимальному напряжению источника питания.

Для расширения диапазона стабилизации регулируемого параллельного стабилизатора 6 количество стабилитронов может быть увеличено.

Использование предлагаемого источника питания постоянного тока исключает необходимость в датчике тока, повышает коэффициен.т полезного действия источника питания, при малых токах нагрузки гарантированно предотвращает превышение выходного напряжения источника за допустимое значение.

1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий широтно-импульсный стабилизатор, ЦС фильтр, включенный на его выходе, орган поцгрузки, включенный параллельно конденсатору фильтра, отличающийс я тем, что, с целью повьпцения КПЛ, орган подгрузки выполнен в виде дополнительного стабилизатора. 2. Источник питания по п. 1, отличающийся тем, что допол.нительный стабилизатор состоит из двухкаскадного усилителя постоянного тока и цепи из последовательно соединенных нескольких стабилитронов и регулируемого резистора, подключенный параллельно двухкаскадному усилителю, при этом регулируемый резистор подключен к входу двухкаскадного усилио S теля.