Стабилизированный источник вторичного электропитания Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам гштавия йостоянного напряжения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стаби- лизированного источника вторичного электропитания.

Осрбеннрстью работы электродвигателей постоянного тока является потребление в пусковом режиме большо- го тока, во много раз превышающего ток потребления в установившемся режиме р аботы. В многоканальных информационно-измерительных системах для получения заданного времени опроса датчиком (коммутатором), скорость вращения двигателя, а следовательно и напряжение его питания должны быть хорошо стабилизированы. При питании электродвигателя выпрямленным стабнлизированньм напряжением с обмоток трансформатора преобразователя , для получения надежной работы устройства, элементы преобразователя и компенсационного стабилизатора необходимо выбирать с многократньм запасом по току нагрузки, обеспечива кяцим пропускание через них пусковых токов двигателя и, кроме того, необходимо пр)именять специальные меры форсирования запуска преобразователя так как в момент включения устройства нагрузка преобразователя бпизка к режиму короткого зашкания, что делает его запуск в известных ис трчниках питания неустойчивым.

На чертеже изображена схема пред™ лагаемого устройства.

Источник содержит компенсационный стабилизатор 1 напряжения с последо- вательным регулиру еирнм элементом (РЭ)2, вьшолненным на двух транзис- тефах разного типа прсврдимостн, двухтактный преобразователь 3, первичная ойротка КОТОРОГО подключена к коллекторам его транзисторов, а средняя точка - к выходу РЭ 2j нерзый 4 и второй 5 соединенные встречно-последовательно диоды„ вклю чекные между коллекторами транзисто- ров преобразователя и образукшдае ,-- двухдолупериодйый выпрямитель 6, конденсатбр 7, включенный меязду выходом выпрямителя 6 и выходом РЭ 2, и конденсатор 8, включенный между . В1йкодом РЭ 2 и общей шиной питания, резистор 9 и пусковой диод 10J включенные мезвд У выходом выпрямителя 6

0 5

5

И, соответственно, между управляющим и силовым входами РЭ 2. Коллектор транзистора 11 через токоограничиваю- щий резистор 12 также соединен с выходом выпрямителя 6, база подключена к средней точке делителя на резисторах 13 и 14, первый из которых соединен с выходом выпрямителя 6, второй через развязываю119 й диод 15 - с выходом РЭ 2, причем между базой и эмиттером транзистора 11 включен в обратном направлении защитный диод

16.Дополнительная нагрузка в виде электродвигателя подключается между общей шиной и выходным выводом, соединенным с эмиттером транзистора 11.

Узел управления РЭ 2 содержит транзистор 17, регулируемый резистив- ный делитель 18-19, источник напряжения на стабилитроне 20 и резисторе 21.

Источник питания работает следующим образом.

В режиме запуска питающее напряжение поступает на общую шину питания и входной вывод, связанный с си- лоаым входом РЭ 2 и пусковьм даодом 10, открывая последний, что обеспечивает предварительный заряд конденсаторов 7 и 8 Фильтра до напряжений, обратно пропорционал ьных величине их емкостей, что уменьшает зарядные токи, протекающие через РЭ 2, к умвнъ шает ток нагрузки преобразователя 3 в момент его запуска, способствуя возникновению в нем генерации. Кроме того, напряжение с пускового диода 10 поступает через резистор 9 на управляющий вход РЭ 2 и коллектор транзистора 17, который остается за- крыть1м в течение всего периода запуска иЛ-очника питания, вплоть до момента установления в компенсационном стабилизаторе 1 напряжения ста- цио аоного режима непрерывного регулирования. Это обусловлено тем, что управляющий переход база - Э1«иттер транзистора 17 включен в управлякадую диагональ нелинейного моста, два смежных плеча которого, связанных с базой, образованы линейными элементами рггулир уемого делителя напряжения на резисторах 18 и 19, включенных в питающую диагоиаль мос. та между выходом РЭ 2 и оШцей шиной питания, а два смежных плеча моста, связанных с эмиттером транзистора

17,образованы резистором 21 и нелинейньм элементом - опорным стабилитроном 20. При этом с момента подачи питающего напряжения на входные шины источника напряжения на стабилитроне 20 и эмиттере транзистора 17 равно напряжению на питающей диагонали моста и растет вплоть до момента открывания стабилитрона 20, в то время как растущее напргяжение базы транзистора имеет меньшую по ампли- туде велйч1шу вплоть до момента установки стационарного режима регу- что обеспечивает закрытое состояние транзистора 17 на период запуска устройства.

Следовательно, весь ток, протекаю ошй через резистор 9 в период запуска, под действием входного напряжени поступает на управляюирий вход РЭ 2, открывая его и обеспечивая подачу тока, необходимого для дозаряда конденсатора 8 и запуска преобразователя. 3. , .

ГЁитающее напряжение с выхода пускового диода to поступает через то- оограничивакящий резистор 18 на коллектор дополнительного транзистора 11, а через резистор 12 - на его базу, обеспечивая включение транзистора 1 1 И подачу пускового тока с его эмиттера в дополнитадьную нагрузку. В начальный момент запуска напряжени на конденсаторе 8 превышает напряжение на дополнительной нагрузке, что приводит к закрыванию диодг1 15, а весь ток, протекающий через резистор 13, поступает в базу транзистора 11, обеспечивая его надежное.включение. ПОСКОЛЬКУ в момент включения сопрр- тивленне дополнительной нагрузки ма- ло, резистор 12 ограничивает величи- ну пускового тока через нагрузку н травзистор t1, предохраняя его от яерегрузки и, кроме того, обеспечивая практически к-пюченой резким его работы на период пуска нцррузки что пов1да1ает надежность устройства. По мере роста напряжения на нагрузке 16 открьшается и на базе. транзистора 11 устанавливается напряже- кие, равное сумме напряжений на конденсаторе 8, открытом диоде 15,и резисторе 14 делителя иапря:«сения.

Грековой ток дополнительной йа- грузки обеспечиваетея непосредствен- МО с входа устройртва через коллек- тсфНО-эмиттерньЕЙ переход дополнительного транзистора 11, токоограничивающий резистор 12 и пусковой диод 10, минуя компенсационный стабилизатор 1 напряжения и преобразователь 3, что уменьшает пусковые токи ч.ерез эти узлы исто .ника питания, повыпая надежность как запуска преобразователя, так к устройства в . В момент запуска устройства диоды 4 и 5 закрыты, так как амплитуда переменного напряжения на входах выпрямителя меньше напряжения питания, поступающего на его выход. После запуска образователя переменного напряжения пост5Т1акадее с коллекторов его транзисторов на диоды 4 и 5 двухполупе- риодногЪ выпрямителя 6 напряжение по вьшается в соответствии с ростом на- пЬяжения на выходе РЭ 2 и после достижения напряжением на силовом выходе РЭ 2 величины

2Ц, , и . .

вЫЛ.Рэ пит

.Диода 4 и 5 начинают попеременно от- крьшаться, и на выходе выпрямителя 6 появляется напряжение, превьшающее напряжение питания, что приводит к закрыванию пускового диода 10 и откладченшо резисторов 9, 13 и 14 от входной шины источника. С этого мо-. мента времени питание управляющего входа РЭ 2 через резистор 9, допол- нительной нагрузки - через транзистор 1 1 к резистор 12, а также питание делителя базового смещения транзистора 11 на резисторах 1:3 и f4 осу- .ществляется стабильным напряжением с выхода выпрямителя 6. В стационарном режиме на выходе выпрямителя 6 устанавливается стабилизированное напряжение, равное удвоенному напряжению на выходе РЭ 2 за вычетом падения напряжения на открытом транзисторе и первичной обмотке трансформатора преобразователя 3 и падения напряжения на открытом диоде выпрямителя 6. Для сохранения высоких тех- нически.х параметров источника питания необходимо выполнение условия

Ц.

Ь %ыкр 2где и итмакс максимально возможная величина напряжения питающего источника, что rapaHTijtpyeT закрытое состояние пускового Диода 10, 1фе;дотвращак щее влияние-питающего напряжения на режим работы его элементов.

.Формула

$ .I

зобретени

Стабилизированный источник вторичного электропитания, содержапций етабилиЬатор напряжения компенсационного типа с последовательньм регулирующим элементом, вход которого со:единен с входнь1ми выводами, а выход - с входом двухтактного-транзисторно-трансформаторного преобразователя напряжения, выход которого соединен с выходными выводами, между коллекторами транзисторов преобразователя включены соединенные встреч но-Ьоеледовательно диоды, общая точка которых через пусковой диод сое.- динена с одним из входных выводов,, резистор и конденсатор, первые вьшо- дыкоторьпс соединены с общей точкой диодов, а их вторые выводы соединены соответственно с управляющим вхоРедактор А.Шишкина

Составитель Е.Финогенов

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ5135/55 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, с. Ужгород, ул. Проектная, 4

59433

дом и одним из выходов стабилизатора напряжения, отличающий- с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей, ком, пенсационный стабилизатор напряжения выполнен регулируемым, введены транзистор, токоограничивающий резистор, резистивный делитель напряжения, развязывающий и защитный диоды, при

10 этом коллектор введенного транзистора через токоограничивающий резистор и первь1й вывод резистивного делителя соединен с общей точкой диодов, эмиттер транзистора соединен с вве15 денной выходной клеммой, база - со с редней точкой резистивного делителя, второй вывод которого через раз- вязывакмций диод соединен С выходом компенсационного стабилизатора, а

20 между базой и эмиттером транзистора включен защитный диод.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является расширение функциональнь« возможностей стабилизированного ис- трчни1са питания. При подаче питающего напряжения открывается регулиру- кяадй элемент 2. В течение всего периода запуска; стабилизатора транзистор 17 закрыт, при этом происходит заряд конденсаторов 7 и 8 фильтра и запуск преобразователя 3. Напряжение питания через диод 10 включает транзистор 11 и на дополнительную нагрузку поступает ток, минуя стабилизатор 1 напряжения и преобразователь 3, что уменьшает пусковые токи через эти узлы. После окончания пускового режима диод 10 закрывается и питание дополнительной нагрузки регулирующего элемента 2, делителя 13 и 14 базового смещения транзистора 11 осуществляется стабильным напряжением с выхода выпрямителя 6. 1 ил. СО LL.J ьэ О ср со ОР