Источник питания Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

11з(бретение относится к электрО 1 tiXHUKe, а именно к вторичным источ никам -электропитания различных радиоэлектронных устройств на ocHOEie стаби;1нз аторов напряжения. Известны источники питания на основе стабилиэ; горов напряжения постоянного тока с защитой, содержа щие регулирующий элемент, его блок 1 равления и защиты Q . Однако такие стабилизаторы имеют недостаточно высокий КПД и большие г-абариты охлаждающих радиаторов .Это объясняется тем, что напряжение пер вичного источника питания в соответ ствии с ГОСТ 19705-8 изменяется на ± 5% от номинального значения, а КПД таких стабилизаторов можно олре делпть по формуле рэп11п ) напряжение на выходе стабилизатора; минимально допустимое падение напряжения на регулирующем транзисто ре; ismihi - гпз);- соответственно мини- мальное и максимальное значение напряжения пе вичного источника пита ния , В соотзстствии с ГОСТ 9705-8 йхт,. - КПД стабилизатора сшгжается в 0,91 раза отно сительно его максимального значения Наиболее близким к предлагаемому является источник питания, содержащий последовательно соедине}П ые силовой понижающий трансформатор, вьтрямитель, сглаживающий фильтр и силовой регулятор, подключенный управляющим входом к выходу блока .сравнения; первый вход которого через делитель выходного напряжения подключен к выходным выводам 2j . Недостатками источника питания являются невысокий КПД и большие га бариты охлаждающего радиатора вслед ствие его соответствия требованиям по отклонению выходного напряжения. Цель изобретения - повышение КПД и улучшение массогабаритных показа телей. Поставленная цель достигается за счет того, что в источник питани 132 содержащий последовательно соединенные силовой понижающий трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и силовой регулятор, подключен)ый управляющим входом к выходу блока сравнения, первый вход которого через делитель выходного напряжения подключен к выходным выводам, источник опорного напряжения, вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, введены усилитель-ограничитель и низкочастотьн ш фильтр, причем первый вход усилителя-ограничителя подключен к выходу С -лаживающего фильтра, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход усилителя-ограничителя через низкочастотный фильтр подключен к второму входу блока сравнения. На фиг.1 представлена структурная схема источника питания; на фиг.2 - передаточная характеристика усилителя-ограничителя; на фиг.З варианты исполнения схем усилителяограничителя (а) и низкочастотного фильтра б). Источник питания содержит силовой понижающий трансформатор 1, выпрямитель 2, сглаживающий фильтр 3, силовой регулятор регулирующий транзистор) 4, блок 5 сравнения, делитель 6 выходного напряжения, источник 7 oiiop ного напряжения. В источник питания также введены усилитель-ограничитель 8 и низкочастотный фильтр 9. Первый вход усилителя-ограничителя соединен с выходом сглаживающего фильтра 3, а второй вход усилителя-ограничителя 8, определяющий уровень ограничения, соединен с выходом источника 7 опорного напряжения, выход же усилителяограничителя 8 через Низкочастотный фильтр 9 подключен к второму входу блока 5 сравнения. Источник питания работает следующим образом. При подаче напряжения первичного источника на силовой понижающий трансформатор 1 напряжение ilgbi; выхода выпрямителя 2 через сглаживающий фильтр 3 подается на вход силового регулятора 4, на вход опорного источника 7 и на первый вход усилителяограничителя 8, а на второй его входс выхода источника 7 опорного напрякения. Напряжение на этом входе(Upn) определяет уровень ограничения. Выходное напряжекие((, ус1 лителя3ограничителя 8 изменяется, как показано на фиг.2. На первый вход блока 5 сравнения через делитель 6 выходного напряжения подается часть напряжения с выхода источника питания, а выходное напряжение усилителя-ограничителя 8 через низкочастотный фильтр 9, имеющий коэффициент передачи по постоянному току, равный коэффициенту пе редачи делителя 6, поступает на вто рой вход блока 5 сравнения и при из менении напряжения первичного источ ника изменяется так, что падение на пряжения на силовом регуляторе (регулирующем транзисторе) Д остается близким к минимально допустимой величине. Выходное напряжение источни ка лежит при этом в пределах допуст мой нестабильности, которая обычно задается в пределах 5-10% от номина ного значения выходного напряжения источника. При увеличении выходного напряже ния выпрямителя 2 более величины Идрчто может произойти, например, при сбросе тока нагрузки, напряжение, поступающее на второй вход блока 5 сравнения, не увеличивается из-за ограничения, уровень которого задается источником 7 опорного напряжения, и, следовательно, выходное напряжение источника не изменяется. При таком построении схемь источ ника питания удается поддерживать минимально допустимое напряжение на регулирующем транзисторе 4 источни- jca питания, которое определяется на вряжением насыщения регулирующего транзистора 4 и амплитудой пульсаци входного напряжения. Уменьшение напряжения на регулируюп;ем транзисто ре 4 влечет за собой повышение КПД источника питания и уменьшение габаритов охлаждающего радуатора, а следовательно, и самого источника п тания. При этом КПД стабилизатора определяется по формуле Bbiic рЭт;п 134 Дополнительньгм эффектом является плавное нарастание выходного напряжения источника при включении питания, что необходимо.для ограничения тока через регулирующий транзистор при емкостном характере нагрузки в момент включения. Плавное нарастание выходного напряжения объясняется тем, что напряжение с выхода усилителя-ограничителя 8 подается на второй вход блока 5 сравнения через низкочастотньй фильтр 9. В качестве усилителя-ограничителя может быть использован, например, операционный усилитель 10, включенный по схеме, приведенной на фиг.Зсч , содержащей резисторы 11, 12 (). Вход 1 усилителя-ограничителя 8 соединен с выводом положительного источника питания операционного усилителя 10, а вход 2-е его неинвертирующим входом. Если напряжение на . нвeJ)тиpyющeм входе усилителя 10 рав- ,- UBJ,I,RI дои -г---i-|и меньше Ug, ,то выходной , К г К 7 транзистороперационного усилителя 10 насьпцен, и напряжение на выходе усилителя 10 следит за напряжением ийх4 -вып При увеличении Ugn, напряжение на выходе усилителя 10 растет до тех пор, пока не вьшолнится условие О - и gx при дальнейшем росте U д;(, напряжение на выходе усилителя 10 не изменяется и остается равным U () происходит ограничение, уровень которого задается напряжением на входе 2. В качестве низкочастотного фильтра 9 может быть использована цепь, приведенная на фиг.ЗЙ , состоящая из резисторов 13 и 14 и конденсатора 15. Коэффициент передачи цепи по постоянному току выбирается равным коэффициенту передачи делителя 6 выходного напряжения. В предлагаемом источнике питания уменьшены габариты и повышен КПД за счет уменьшения напряжения на силовом регуляторе (регулирующем транзисторе) источника питания до минимально допустимой величины.

ll

asp

ffjfOff/

((JuEiiStaraMai oseaeaf

dwff2

s

.

ЯЗиг.

Фиъ.З

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий последовательно соединенные силовой понижающий трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и силовой регулятор, подключенный управляющим входом к выходу блока сравнения, .первый вход которого через делитель выходного напряжения подключен к выходным выводам, источник опорного напряжения, вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД и улучшенил массогабаритных показателей, в него введены усилитель-ограничитель и низкочастотный фильтр, причем первый усилителя-ограничителя подключен к выходу сглаживающего фильтра, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход усилителя-ограничителя через, ниэкочастотный фильтр подключен к второму I входу блока сравнения. Од со