Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

Изоьретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям напряжения, и может быть использовано для питания различных ра диоэлектронных устройств, к которым предъявляются повышенные требования к их массе, габаритным размерам и коэффициенту полезного действия. Известен стабилизированный источ ник постоянных напряжений, содержащ усилитель мощности, подключенный че рез сетевые фильтры и выпрямитель к входным клеммам, а выходом через выходные выпрямители, фильтры и разнополярные стабилизаторы напряжения - к выходным клеммам, заданэдий генератор, выходом соединенный с управляющим входом усилителя мощности, а входом подключенный к выходам параметрического стабилизатора, вспомогательный трансформатор первичная обмотка которого через резистор подключена к входным клеммам, а вторичная через вспомогательный выпрямитель и фильтр - к клеммам питания первого релаксационного генератора, транзисторные и тиристорные ключи, разделенные диоды и допол нительный релаксационный генератор, который через тиристорный ключ связан с входом одного из стабилизаторов напряжения С1. Недостатками устройства являются сложность и низкая надежность из-за большого числа коммутирующих элементов, йаличия двух релаксационных генераторов, низкий КПД из-за постоянного шунтирования транзисторным ключом вспомогательного выпрямителя и фильтра, а также ограниченная возможность применения устройства, поскольку необходимо наличие разнопопярных источников питания. Наиболее близким к предложенному является стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, входом через.сетёвые фильтры и выпрямитель подключенный к входным клеммам, а выходом через выходные выпрямители, фильтры и стабилизаторы - к выходным клем-.-; мам, задающий генератор, выходом соединенный с управляющим входом усилителя мощности, а входом - с выходом параметричаского стабилизатора, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистрр подключена к входным клеммам, а вторичная через вспомога тельнь1й выпрямитель и фильтр - к клеммам питания релаксационного ге-г нератора, выполненного на однопереходном транзисторе с времязадающей К.С-цепочкой, причем вход параметрического стабилизатора через первый диод и второй резистор подключен к выходу одного из выходных стабилизаторов, а через тиристор тиристорного оптрона подсоединен к выходу вспомо-|. гательного фильтра, светодиод тиристорного оптрона подключен к выходу релаксационного генератора t21. . Недостатками известного устройства являются низкая надёжность и .большие потери мощности при включении. За счет того, что усилитель мощности подключается сразу йа полную нагрузку, его включение затрудн.ено, оно неустойчиво, а потери мощйости при включении на его транзисторах максимальны. Больише габариты фильтра вспомогательного выпрямителя из-за увеличения расхода мощности при включении. Кроме того, периодическое включение устройства в случае перегрузки по току или КОРОТКОГО замыкания на выходе одного или нескольких стабилизаторов снижает надёжность устройства, а при длительной перегрузке может .вывести его из строя. Цель изобретения - повышение надежности, уменьшение потерь мощности при включении и уменьшение габаритов устройства. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный источник достоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, подключенный через сетевые фильтр и выпрямитель к входным клеммам, а выходом через выходные выпрямители, фильтры и стабилизаторы - к выходным клеммам, задающий генератор, выходом соединенный с управляющим входом усилителя мощности, а входом - с выходом параметрического стабилизатора, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена к входным клеммам, а вторичная через вспомогательный выпрямитель и фильтр - к клеммам питания релаксационного генератора, выполненного на однопереходном транзисторе с времязадающей НС-цепочкой, причем, вход параметрического стабилизатора через первый диод и второй резистор подсоединён к выходу одного из выходных стабилизаторов, а через тиристор тиристорного оитрона - к выходу вспомогательного фильтра, светодиод тиристорного оптрона подключен к выходу релаксационного генератора, введен транзисторный ключ, коллектор транзистора которого через времязадающий резистор соеди,нен с эмиттером однопереходного Транзистора релаксационного генератора и через ограничительные резисторы - с управляющими входами стабилизаторов, база транзистора транзисторного ключа через последовательно соединенную цепочку, состоящую из конденсатора и параллельно включенных резистора и диода, подключена к одному из выводов вспомогательного фильтра, а эмиттер транзистора транзисторного ключа подключен к аноду тиристора тиристорного оптр на и к другому выводу вспомогательного фильтра, который через последо вательно соединенные второй диод и третий резистор соединен с выходом одного из выходных- выпрямителей. На чертеже приведена схема стаби лизированного источника постоянного напряжения. I . . Устройство содержит усилитель 1 мощности, входом через сетевые фильт и выпрямитель 2 подключенный к входным клеммам, а выходом через выходные выпрямители 3 о фильтрами на выходе и стабилизаторы 4 - к выходным клеммам, задающий .генератор 5, выходом соединенный с управляющим входом усилителя 1 мощности, а входом - с выходом параметрического стабилизатора б, вспомогательный трансформатор 7, первичная обмотка которого через резистор 8 подключена к входным клеммам, а вторичная через вспомогательный выпрямители 9 и фильтр (конденсатор) 10 - к клеммам питания релаксационного генератора 11, выполненного на однопереходном транзисторе 12 с времязадающей RC-цепочкой, состоящей из резистора 13 и.конденсатора 14, причем вход параметрического стабилизатора 6 чере диод 15 И резистор 16 подсоединен к выходу одного из выходных стабилиза торов 4, а через тиристор тиристорного оптрона 17 - к выходу вспомога тельного фильтра 10, светодиод тири торного оптрона 17 подключен к выхо ду релаксационного генератора 11, транзисторный ключ 18, коллектор транзистора 19 которого,через время задающий резистор 13 соединен с эми тером однопереходного транзистора 12 релаксационного генератора 11 и через ограничительные резисторы 20 с управляющими входами стабилизато эов 4, база транзистора 19 которого через последовательно соединенную цепочку, состоящую из конденсатора 21 и параллельно включенных резистора 22 и диода 23, подключена к одному из выводов вспомогательного фильтра 10, а эмМитер транзистора 19 которо го подключен к аноду тиристора тиристорного оптрона 17 и к другому выводу вспомогательного фильтра 10, который через последовательно соеди ненные диод 24 и резистор 25 соединен с выходом одного из выходных вы прямителей 3, резисторы 26-29. Стабилизаторы 4 имеют общую выходную точку и соединены между собой так, что при перегрузке или коротком залшкании на выходе любого из этих стабилизаторов их напряжение уменьшается до нуля, Стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом. При включении его в сет-ь переменного напряжения, например 220 В частотой 50 Гц, это напряжение через резистор 8 поступает на первичную обмотку трансформатора 7 и чераз сетевые фильтры и выпрямитель 2 на вход усилителя 1 мощности,. На выходе конденсатора 10 появляется постоянное напряжение, что приводит к включению транзисторного ключа 18 и заряду конденсатора 14 релаксационного генератора 11 через времязадающий резистор 13. Одновременночерез резисторы 20напряжение поступает на управляющие входы стабилизаторов 4, не позволяет им включиться до выключения транзистора 19 транзисторного ключа 18. При достижении на конденсаторе 14 уровня срабатывания релаксационного генератора 11 происходит включение тиристора тиристорного оптрона 17, Постоянное напряжение конденсатора 10 через открытый тиристор тиристор- ного оптрона 17 подается на параметрический стабилизатор б. Задающий генератор 5 начинает генерировать прямоугольные импульсы. Под действиемх поступающих сигналов управления усилитель 1 мощности начинает преобразовывать постоянный ток -в переменный и на выходах выпрямителей 3 появляются напряжения,, одно из которых через диод 24, резистор 25 и тиристор-тиристорного оптрона 17 поступает на вход параметрического стабилизатора 6, а с его выхода - на задающий генератор 5, обеспечивая питание последнего пор, пока не выключится транзисторный ключ 18 и не включатся стабилизаторы 4 напряжения. Усилитель 1 мощности включается в ненагруженном состоянии и продолжает работать практически на холост.ом ходу. Так как включение усилителя 1 мощности происходит на холостом ходу, выс0кочастотнйе выпрямители 3 в момент включения не нагружены, а время, в . течение которого конденсатор 10 должен обеспечивать энергией задающий генератор 5. сокращено .до минимума, тогда емкость конденсатора 10 резко уменьшается и составляет единицы микрофарад. Базовый ток транзистора 19 транзисторного ключа 18 протекает через конденсатор 21и резистор 22. По мере эаряда конденсатора 21происходит уменьшение базового тока транзистор,а 19, и при определенном уровне напряжения на конденсаторе 21 происходит выключение транзистора 19 и прекращается поступление напряжения через резисторы 20 на управляющие входы стабилизаторов 4, Происходит включение стабилизаторов 4, и на их выхолах появляются стабилизировэнные напряжения. Параметрический стабилизатор 6 начинает питаться с выхода одного из стабилизаторов 4, который имеет более высокое напряжение, чем напряжение на выходах выпрякштелей 9 и 3 С от которого питается параметрический стабилизатор б). Ввиду того, что потенциал анода тиристора тиристорнвго оптрона 17 становится ниже, чем его катода, последний выключается. При перегрузке или коротком замыкании на выходе одного или нескольких стабилизаторов 4 выходные напряжения их уменьшается Заданвдий генератор 5 выключается, ,усилитель 1 мощности прекращает работу, на входы стабилизаторов 4 напряжениене поступает. Стабилизированный источник полностью отключается. Ввиду того, что транзисторный ключ 18 находится в выключенном состоянии, повтор нее включение задающего генератора не произойдет. При отключении стабилизи.рованного источника от питающей сети конденсатор 21 разряжается через резисторы 26 и 27, вторую и первую базу однопереходного транзистора 12, резистор 28 и диод 23, после чего ста-. билизированный источник готов к повторному включению. Таким образом, предложенный стабилизированный источник постоянного напряжения по сравнению с известным имеет следукоцие преимущества: устойчивое включение усилителя мощно.сти; минимальные потери на транзисторах усилителя моцйости в момент включения, так как он включается практически а холостом ходу; повышенную надежность работы усилителя мощности отсутствия в устройствах большого 1исла коммутирующих элементов. . Кроме того, устройство проще по конструкции из-за отсутствия в нем большого числа коммутирующих злементов, а также в связи с уменьшением емкости конденсатора фильтра вспомогательного источника питаНия с сотен до единиц микрофарад, обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку для работы устройства не требуются разнополярные стабилизаторы напряжения.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, Содержащий уоилитёль мощности,- подключенный через сетевые фильтр и выпрямитель К входным клеммам, а выходом через выходные выпрямители, фильтры и стабилизаторн - к выходным клеммам, задающий генератор, выходом соединенный с управляющим входом усилителя мощности, а входом - с выходом параметрического стабилизатора, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена к входным клеммам, а вторичная через вспомогательный выпрямитель и фильтр - к клеммам питания релаксационного генератора, выполненного на однопереходном тракзисторе с времязадающей ЙС-цепочкой, причем вход параметрического стабилизатора через первый диод и второй резистор подсоединен к выходу одного из выходных стабилизаторов, а через тиристор тиристорного оптрона - к выходу вспомогательного фильтра; светодиод тиристорного оптрона подключен к выходу релаксационного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения потерь мощности при включении и уменьшения габаритов устройства, в него введен транзисторный ключ, коллектор транзистора которого через времяэадающий резистор соединен с эмиттером однопереходного транзистора релаксационного генератора и через ограничительные резисторы - с управляющими входами ртабилизатороз, база транзис(Л тора транзисторного ключа через последовательно соединенную цепочку, состоящую из конденсатора и паргшлельно включенных резистора и диода, подключена к одному из выводов вспомогательного фильтра, а эмиттер транзистора транзисторного ключа подключен к аноду тиристора тиристорного оптрона и к другому выводу вспомоо ьо о N:) гательного фильтра, который через последовательно соединенные второй диод и третий резистор соединен с выходом одного из выходных выпрямите1Лей. tn