Источник питания Советский патент 1986 года по МПК G05F1/56 H02M7/217 

Изобретение . относится к преобразовательной технике и может быть использовано, в качестве источника питания в измерительных приборах, осциллографах, теле-, радио и звуковоспроизводящей аппаратуре.

. Цель изобретения - снижение стоимости источника питания путем упрощения, силовой части и повьшение КПД

На фиг.1 приведена принципиаль- ,ная схема источника питанияj на фиг.2 - пример-выполнения схемы устройстваj на фиг. 3-5 - эпюры на- :пряжений. при различных углах сдвига фазы (а - напрялсение на входе переменного тока выпрямительного моста, б - пилообразное напряжение на входе компаратора, в,г,д,е - соответственно напряжения на выходе компаратора,на выходе одновибратора,на входе фильтра и на регулируемом активном элементе сопротивления) .

Источник питания содержит (фиг. однофазный трансформатор, первичная обмотка 1 которого подключается к сети.,К вторичной обмотке 2, вЕЛполненной со средней точко подключена цепочка из последовательно соединенных элемента с реактивным сопротивлением (конденсатора) 3 и элемента с активным сопротивлением 4, зашунтированного электронным ключом 5. Между нулевым выводом вторичной обмотки 2 и точкой соединения конденсатора 3 с ключом 5 включены выводы переменного тока диодного моста 6. Выводы постоянного тока диодного моста 6 сое- ,динены .через фильтр 7 с нагрузкой 8. Управляющий вход ключа 5 через одновибратох 9 связан с выходом компаратора 10, один из входов которого подключен к выходу дифференциального усилителя 11, а другой - к выходу генератора 12 пилообразного напряжения. На один из входов усилителя 11 подается напряжение нагрузки, а на другой - опорное напряжение от источника 13.

Нерегулируемый элемент с активным сопротивлением молсат быть выполнен (фиг. 2) в видепервичной обмотки дополнительного трансформатора 4, вторичная обмотка которого подключен к дополнительной нагрузке 14.

В процессе работы генератор 12 пилообразного напряжения, синхрони- ,эированный напряжением сети, (формирует импульсы пилообразной формы , длительностью Т и частотой 2f. В компараторе 10 эти импульсы сравниваются с постоянным напряжением

на выходе дифференциального усилителя 11, которое при -увеличении напряжения сети уменьшается,, а при уменьшении напряжения сети увеличивается (фиг.3-5,б). В результате

этого передний фронт импульсов на выходе компаратора 10 (фиг.3-5,в), по которому запускается одновибра- тор 9, смещается и прямоугольные импульсы одновибратора 9 длитель5 ностью 7Г/4, которые являются управляющими импульсами электронного ключа 5, сдвигаются по фазе (фиг.З- 5,г). При увеличении напряжения сети и превышении выходным напряжени0 е,м на нагрузке 8 величины опорного напряжения источника 13 управ- ляющие импульсы клича 5 смещаются так, что угбл сзС(фиг. 3-5,г) уменьшается,. Каждый из этих импульсов

5 переводит ключ 5 в замкнутое сос- тояние. Когда ключ 5 замкнут, диод-- ный мост 6 подключен к нижней половине вторичной обмотки трансформатора 2.; когда ключ 5 разомкнут,

Q диодный мост 6 включен в диагональ фазовращателя, образованного вторичной обмоткой 2, конденсатором 3 - и резистором 4 (фиг.1), и на выводы переменного тока моста 6 подается в:апряжение, отстающее по фазе от сетевого на угол ЭГ/2. При периодическом замыкании ключа 5 на вход- ных зажигугах моста 6 формируется переменное напряжение квазипрямоугольной формы, как показано на фиг. За. После выпрямлени:я мостом 6 на входе фильтра 7 появляется постоянное напряжение с четырехкратной частотой пульсаций (фиг. 3-5,д). В процессе - стаб илизации, если напряжение сети превьш ает номинальное (фиг.5), управляющие импульсы смещаются в сторону уменьшения угла оС (на фиг.5г о. 0) и выпрямленное, напряжение (фиг.5д) уменьшается по сравнению с номинальным (фиг.4д). При пониже- НИИ напряжения сетн угол о увеличивается (фиг.Зг) и выпрямленное напряжение также возрастает (фиг.Зд). Падение напряжения на регулируемом элементе с активным со- против,яением 4 (фиг.3-5,е) определяет активные .потери источника- питания и, следовательно, его КПД. 0

0

5

. ; 3

в предлагаемом источнике пита- ния в наиболее неблагоприятном режиме (с(74) элемент с активным сопротивлением 4 шунтируется ключом 5 через каждую четверть периода, и потери в нем в два раза меньше (для схемы на фиг.1), а следовательно, КПД больше, чем в устрой- с,тве-прототипе.

При необходимости потребления стабилизированного не только постоянного, но и переменного напряжения, используемого для питания, цепей накала электроннолучевых трубок (осциллографы, мониторы,телевизоры и т.д), нерегулируемый элемент с активным сопротивлением выполняется в виде трансформатора 4 (фиг.2), вторичная обмотка которого питает дополнительную нагрузку 14, представляющую собой потребитель стабилизированного т ока. При такоц исполнении в стабилизированном источнике питания ртдельньш элемент с активным сопротивлением, на кото- ром в виде тепла вьщеляются потери отсутствует и КПД источника повы- , шается еш;е больше ,.

Формула изобретения

1. Источник питания, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а вторичная крайними-выводами - к последовательно соединенной цепи из элемента с реактивным сопротивлением и элемента с активным

5

10

207 4 - сопротивлением, точка соединения которых и средняя точка вторичной обмотки трансформатора подсоединены к диагонали .переменного тока диодного моста, диагональ постоянного тока которого подключена к входу фильтра, отлич-ающийся тем, что, с целью снижения стоимости путем упрощения силовой части и повьштения КПД, в него введены электронный ключ, одновибратор,компаратор, генератор пилообразного напряжения, дифференциальный усилитель и источник опорного напряже- 15 ния, причем электронный ключ подключен параллельно элементу с активным сопротивлением, управляющий вход которого через одновибратор подключен к выходу компаратора,один вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, входом синхронизации связанного с входными выводами, а другой вход - с выходом дифференциального усилителя, первый вход которого под- ключен к источнику опорного напряжения, а второй вход - к выходу фильтра,. соединенному с выходными вьшодами.

2, Источник по п.1,0 т.д и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем создания дополнительного выхода по переменному току, элемент с Активным сопротивлением выполнен в виде .,первичной обмотки дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам по переменному току.

20

5

0

5

ПР

1л

-V

/

rr

/f

МЧ/

OP

1

4

л

л

Г

/

ft

Изобретение относится к области стабилизированных источников питания. Целью изобретения является, снижение стоимости источника питания путем упрощения силовой части и повьпиение КПД. Цель достигается тем, что в источник питания, содержащий трансформатор, выпрямитель 6 и цепочку из конденсато.ра 3 и резистора 4, введены цепь обратной связи .по напряжению и ключевой элемент 5. При этом ключевой элемент 5 подключен параллельно резистору 4 и управляется сигналом с выхода цепи обратной связи, выполненной на основе фазоимпульсной модуляции. Каждь й из импульсов переводит элемент 5 в замкнутое состояние. В ,это время ., диодный мост 6 подключен к нижней половине вторичной о,бмотки 2. Когда элемент 5 разомкнут, мост 6 включен в диагональ фазовращателя, образованного обмоткой 2, конденсатором 3 и резистором 4. 1 з .п. ф-лы, 5 ил.. . Q ( (Л to 4; 1чЭ О

Нп

-Фтут-т -у

ч ч L

ОЗиг.Ъ

hM

L

с

j-I

u

I I

II I

-IT

Фиг. 4

Фиг.5