Стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение КПД и стабильности при изменении нагрузки, а также повышение устойчивости при работе на удаленную нагрузку.

На чертеже изображена блок-схема стабилизированного источника постоянного напряжения.

Силовой тракт устройства составляют последовательно соединенные регулируемый инвертор 1 с силовым трансформатором 2, силовой выпрямитель 3 и выходной фильтр 4. Органом управления является блок 5 широт- но-импульсного регулирования с разделенными входами по переменному и постоянному токам, выход которого соединен с управ- ляюшим входом регулируемого инвертора 1, а вход по постоянному току подключен к выходу выходного фильтра 4. К обмотке силового трансформатора 2 подключен вход сигнального выпрямителя 6, выход которого соединен с генератором 7 тока смещения, и входом по переменному току блока 5 ши- ротно-импульсного регулирования. Сигнальный выпрямитель 6 состоит из сигнального трансформатора 8 и блока 9 вентилей, включенного между выходом сигнального выпрямителя 6 и вторичной обмоткой сигнального трансформатора 8, первичная обмотка которого соединена с входом сигнального выпрямителя 6.

Стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом.

Регулируемый инвертор 1 преобразует напряжение постоянного тока в последовательность разнополярных импульсов, длительность которых задается по управляющему входу блоком 5 щиротно-импульсного регулирования. Силовой трансформатор 2 согласует величины входного и выходного напряжений и обеспечивает их гальваническую развязку. Силовой выпрямитель 3 создает на своем выходе последовательность однополярных импульсов. Выходной фильтр 4 запасает энергию и выделяет постоянную составляющую последовательности выходных импульсов силового выпрямителя 3. Напряжение на выходе источника стабилизируется методом широтно-импульсной модуляции с помощью канала обратной связи, образованного блоком 5 щиротно-импульсного регулирования. При этом выходное напряжение источника подается на вход но постоянному току блока 5 щиротно-импульсного регулирования, где оно сравнивается с опорным напряжением и формируются импульсы длительностью, пропорциональной сигналу ощибки.

Подавление пульсаций на выходе источника, вызванных пульсациями напряжения входной сети, производится путем подачи

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выпрямленных импульсов силового трансформатора 2 на вход по переменному току блока 5 щиротно-импульсного регулирования, где из выпрямленного импульсного сигнала выделяется переменная составляющая, которая затем суммируется с сигналом ки по постоянному току.

Таким образом, в источнике имеется два кольца стабилизации. Кольцо по постоянному току обеспечивает стабилизацию выходного нанряжения без учета требований по обеспечению устойчивости источника. Кольцо по переменному току обеспечивает высокое подавление пульсаций от входной сети с учетом обеспечения устойчивости источника.

В источнике на вход по переменному току блока 5 щиротно-импульсного регулирования поступают однополярные импульсы с выхода дополнительпо1 о сигнального выпрямителя 6, который по входу подключен к обмотке силового трансформатора 2. Это придает источнику новые качества при небо,1ь- 1иих токах нагрузки, а также 11|)и работе на удаленную нагрузку. При нсболь 1 их токах нагрузки, когда на выходе силового выпрямителя 3 возникают скачки напряжения и колебательные переходные процессы из-за прерывистости тока через дроссе.чь выходного фильтра 4, на выходе сигнального выпрямителя 6 форма однонолярной последовательности импульсов по.пностью соответствует форме бипо.:1ярной последовательности импульсов на обмотке си. 1ового трансформатора 2. Поэтому в источнике обеспечивается устойчивость при у.меиьщенш тока нагрузки практически до нуля без искусственной подгрузки. 11олуче1 ное свойство позволяет снизить потребление мониюсти п: , нервичпой сети на 1Г) ---2()% при работе на нагрузку, меняющую ток н()треб.1ения до пуля (например при электропитании передатчика, излучающего мощность в импульсном режиме), за счет появившейся возможности практически отказаться от примененяя балластной подгрузки.

Для уменьшения погрешности сш паль- ного выпрямителя 6, которая влияет на степень подавления пульсаций первичной сети на выходе источника, через вентили С1;г11аль- ного выпрямителя 6, как и через вентили силового выпрямителя 3, в шузах однополярными и.мпульсами протекает ток смещения, задаваемый генератором 7.

При работе на удаленную нагрузку вход

по постоянному току блока 5 ШИрО ГПО- Мпульсного регулирования подключается непосредственно к нагрузке.

Для уменьшения влияния падения напряжения на проводах, соединяющих выходные выводы источника, на величину сигна.ла обратной связи по переменному току и на точность стабилизации сигнальньи выпрямитель 6 обеспечивает гальванически ра: лзя- зацную подачу импульсов с обмотки сплового трансформатора 2 на выход по переменному току блока 5 широтно-импульсного регулирования. Гальваническая развязка осуществляется маломощными сигнальным трансформатором 8 или с помощью дополнительной обмотки силового трансформатора 2. Поэтому напряжение на проводах, соединяющих источник с нагрузкой, не приложено к входу по переменному току относительно входа по постоянному току блока 5 широтно-импульсного регулирования. В результате обеспечивается высокое подавление пульсаций входной сети и устойчивость источника при работе его на удаленную нагрузку.

Исключение балластной нагрузки, а следовательно, снижение мощности потребления из входной сети при обеспечении стабильности выходного напряжения при 100%- ном изменении тока нагрузки повышает надежность устройства за счет уменьшения мощности рассеивания, т. е. тепловыделения. При этом обеспечивается устойчивая стабилизация напряжения непосредственно на нагрузке, которая находится на расстоянии от стабилизатора. Так, с помощью предлагаемого источника организована подача стабилизированных напряжений на приемопередающий модуль, вынесенный из основной радиоаппаратуры радиорелейной станции на 60 метров и установленный на верху антенной мачты непосредственно у зеркала антенны, что позволяет облегчить вес и умень ижть габариты вынесенного приемо-пере0

5

0

5

дающего модуля, что, в свою очередь, упрощает конструкцию антенной мачты. Формула изобретения

1.Стабилизированный источник иостоян- ного напряжения, содержащий соединенные последовательно между входными и выходными выводами регулируемьн инвертор, силовой трансформатор, силовой Е5ыирями- тель и выходной фильтр, а также блок И1И- ротно-импульсного регулирования с разделенными входами по неременному м постоянному току, выход которого соединен с унрав- ляюш,им входом регулируемого инвертора, а вход по постоянному току подключен к выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью новышения КПД и стабильности при изменении тока нагрузки, а также повышения устойчивости при работе на удаленную нагрузку, введены сигнальный выпрямитель и генератор тока CMenieinni. при этом вход сигнального вынрямителя соединен с введенной дополнительной обмоткой силового трансформатора, а выход соединен с генератором тока смепления и входом по неременному току блока ипротно-импульс- ного регулирования.

2.Стабилизированный источник но н. 1, отличающийся тем, что сигнальный вынря- митель состоит из сигнального трансформатора и блока вентилей, нричем блок вентилей включен между выходом сигнального выпрямителя и вторичной обмоткой сигнального трансформатора, нервичная обмотка которого соединена с входом сигнального трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и нредназначено для электропитання радиоэлектронно аппаратуры. Це, 1ь нзоо- ретения - новышение КПД и стаб|.1ьностн при изменении тока нагрузки, а также ycToii- чивости при работе на удаленную на1 р зку. В устр-во введены снгнальный вьп1ря 1и- тель 6 и генератор 7 тока сламцения. Выпрямитель 6 состоит из спгна.пьного трансформатора 8 и блока 9 вентиле. 1Ь еегся .яиа кольца СТабиЛ 13аЦ -- но ОСТОЯННО у 1 переменному TOKaN. работе па уда- 1агрузку вход но остоянпому ток блока 5 н ирот 1о- мпульсного регул 1ро1 а- подключается пег осредственно к 1аг|П з- ке. I 3. п. ф-ль. I П.1. Оо О