Источник постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M7/02 

Изобретение относится к электротехуике и предназначено для использования в системах вторичного элект роснабжения, к которым предъявлйется требование быстрого спадания выходного напряжения. Известен источник постоянного напряжения, содержащий транзисторный регулирующий элемент последовательного типа, конденсатор, включен ный между выходными шинами источника, разрядный блок, подключенный параллельно конденсатору и состоящи из пос/гедовательно включенных вспомогательного транзисторного каскада и усилителя, блок сравнения, входы -которого соединены с общим выходом источника и выходом блока опорного напряжения, а выход подключен к управляющим входам транзисторного регулирующего элемента и вспомогательного транзисторного каскада 1 Недостаток известного устройства связан с узкой областью практического использования, поскольку принятое в нем техническое решение по шунтированию выходного конденсатора оказывается применимым только в структуре линейного компенсационного стабилизатора со строго опреде- пенным включением транзисторного регулирующего элемента и неприменимым в случае установки на входе устройства трансформатора или стати ческого преобразователя с выпрямите лем. Наиболее близким к предлагаемому является источник постоянного напря жения, содержащий последовательно включенные первичный источник переменного напряжения, трансформатор, выпрямитель, фильтр с конденсатором линейный компенсационный стабилизатор и выходной конденсатор, разрядный блок, подключенный между выходными шинами источника и состоящий из последовательно включенных разря ного резистора и коммутирующего эле мента в виде тумблера Г2 J, Недостаток указанного устройства определяется существенной задержкой разряда выходного конденсатора. Эта задержка обусловлена тем, что процессу выключения источника и коммутация разрядного резистора, осущест вляемые одним и тем же тумблером, происходят неодновременно. Сначала отключается первичное питание, а затем, спустя некоторое время между размыканием и замыканием соответствующих пар контактов тумблера, производится разряд конденсатора. Кроме того, в известном устройстве разрядный блок может оказаться вообще невведенным в действие, если снятие первичного питания производится не тумбером, а иначе (внаиним отключением сети,, которое может произойти и вне плана, внезапноJ. Цель изобретения - повышение надежности работы путем уменьшения времени спадания выходного напряжения привыключении. Поставленная цель достигается тем, что в источник постоянного напряжения, содержащий последовательно включенные первичный источник переменного напряжения, трансформатор, выпрямитель и фильтр и конден сатором, разрядный.блок, подключенный между выходными шинами источника и состоящий из последовательно- . включенных разрядного резистора и коммутирующего элемента, введены вспомогательный выпрямитель и два резистора смещения, на магнитопровод трансформатора нанесена дополнительная, вторичная обмотка, а комг мути эующий элемент разрядного блока выполнен в виде транзисторного ключа, причем эмиттер последнего соединен с одной из выходных шин источника, а коллектор - с соответствующим выводом разрядного резистора, резисторы смещения включе.ны последовательно между базой транзисторн о ключа и другой выходной шиной источника, вход вспомогательного выпрямителя подключен к дополнительной вторичной обмотке трансформатора, баз.а транзисторного ключа соединена с полюсом закрывающей полярности вспомогательного выпрямителя, а общая точка резисторов смещения подключена к его противоположному полюсу. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Силовой тракт устройства составляет последовательно включенные первичный источник 1 переменного напряжения (сеть или статический преобразователь с прямоугольной формой выходного напряжения ), трансформатор 2 с первичной 3 и основной вторичной 4 обмотками, основной выпрямитель 5, фильтр 6 с выходным конденсатором 7. Выходное напряжение источника снимается с шин 8 и 9. Между шинами 8 и 9 параллельно конденсатору 7 подключен разрядный блок 10, состоящий.из последовательно включенных резистора 11 и транзисторного ключа 12. Междубазой транзисторного ключа 12 и шиной 8 включены последовательно резисторы смещения 13 и 14. Управление ключом 12 осуществляется напряжением вспомогательного выпрямителя 15, вход которого подключен к дополнительной вторичной обмотке 16 трансформатора 2. Устройство работает следующим образом.

Разрядный блок 10 вступает в работу в момент выключения источника. Так 1сак вспомогательный выпрямитель 15 нагружен на низкоомный резистор 14, после него не требуется устанавливать фильтр, как это сделано для основного выпрямителя 5, в связи с этим напряжение на выходе выпрямителя 15 исчезает с прекращением работы трансформатора 2 сразу же, в то время как напряжение на выходе фильтра 6 (на выходе источника понижается по мере разряда конденсатора 7. Но разряд конденсатора 7 происходит не только (и не столько) через нагрузку, а и (причем преимущественно )через транзисторный ключ 12, который с момента прекращения работы выпрямителя 15 открыт (насыщенным ) за счет базового тока через резисторы 13 и 14. Таким образом, получается электронное шунтирование выхода источника при его выключении

При наличии трехфазного исполнеНИН первичного источника 1 переменного напряжения первичная 3, основная 4 и дополнительная 16 обмотки трансформатора 2 выполняются из трех секций, а ос1 овной 5 и вспомогательный 15 выпрямители по схеме Ларионова.

В случае реализации источника 1 перемен-ного напряжения в виде стабилизированного (например, с помощью широтно-импульсной модуляции) статического преобразователя подключать вспомогательный выпрямитель 15 к

трансформатору 2 без фильтра не представляется возможные, а установка такого фильтра неизбежно привела бы к снижению быстродействия разрядного блока 10. Поэтому в данном случае оказывается целесообразным использование перед вспомогательным выпрямителем 15 маломощного модулятора, (управляемого импульсами с выхода блока управления преобразователя .

Предлагаемый источник постоянного напряжения выгодно отличается от известных тем, что в нем производится автоматическое шунтирование выхода в момент выключения (причем независимо от способа выключения), существенно сокращающееся время спадания выходного напряжения.

В процессе выключения источника, по ходу уменьшения напряжения на конденсаторе фильтра 6, ток базы транзисторного ключа 12 уменьшается и он может выйти из состояния насы5 щения, вследствие чего скорость разряда конденсатора 7 уменьшается. Во избежание этого можно вместо резистора 13 смещения использовать токостабилизирующий. элемент, в про- . стейшем случае - полевой транзистор

0 с закороченным затвором и истоком, |или в качестве ключа 12 использовать тиристор. Увеличить эффект шунтирования выхода источника можно еще и путем выполнения ключа 12 на составном транзисторе.

ИСТОЧНИК .ПОСТОЯННОГО НАП- , РЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно включенные первичный источник пере- ценного напряжения, трансформатор, выпрямитель и фильтр с конденсатором, разрядный блок, подключенный между выходными шинами источника и состоящий из последовательно включенных разрядного резистора и коммутирующего элемента, о т л и ч .а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения на. дежности работы путем уменьшения времени спадания выходного напряже ния при выключении, в него введены вспомогательный выпрямитель и два резистора смещения, на магнитопровод трансформатора нанесена дополнительная вторичная обмотка, а коммутирующий элемент разрядного блока выполнен в виде транзисторного ключа, причем эмиттер последнего соединен с одной из -выходных шин источника, а коллектор - с соответствующим .выводом разрядного резистора, резисторы смещения включены последовательно между базой транзисторного ключа и другой выходной шиной источника, вход вспомогательного выпрямителя подключен к дополнительной вторичной обмотке трансформатора, база транзисторного ключа.соединена с полюсом закрывакицей полярности вспомогательного выпрямителя, а общая точка резисторов смещения подключена к его противоположному полюсу. СП о: vi