Источник питания постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бестрансформаторных источниках нитания радиоэлектронной аппаратуры с первичным напряжением сети 127/220 В (50 Гц).

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов за счет уменьшения номиналов элементов фильтра на выходе выпрямителя и снижение рабочих напряжений на элементах ключевого стабилизатора.

На фиг. 1 приведена электрическая схема источника питания постоянного напряжения; на фиг. 2 - эпюры, пояспяющие работу предлагаемого устройства.

Источник питания постоянного напряжения содержит двухфазный выпрямитель 1 (например, выполненный по мостовой схеме) и ключевой стабилизатор 2 (параметрический, ПН-типа) с конденсатором 3 на входе, транзистор 4, первый диод 5,делитель 6 напряжения, вход которого подключен

пряжение на базе транзистора 4 VA ). Соответственно растет и При первый диод 5 почти открыт и рост Vc, VF- прекращается. Это интервал Т6-Т7. Когда , открывается второй диод 7 и вслед за ним первый диод 5, VF становится ольше, чем Vc,,-|-Vc;; и оба названных конденсатора подзаряжаются. Это начало следующего периода работы. Чтобы на холостом ходу не заряжать конденсатор 9 до 10 больших напряжений, гжлючается цепочка Ю из двух резисторов. Чтобы уменьшить стогер- цовые (или любые другие с частотой 2fc сети) пульсации, включен конденсатор 13. Через него часть переменного напряжения попадает в конденсатор 9 и примерно сравнивает перепады напряжения на интервалах Т1-Т2 и Т4-Т5.

В качестве ключевого стабилизатора 2 могут быть использованы любые известные структуры релейных, синхронизируемых, пак выходу двухфазного выпрямителя 1. Вы- jo раметрических ключевых стабилизаторов, ход выпрямителя 1 через второй диод 7 и третий диод 8 соответственно соединены с входом ключевого стабилизатора 2. Общая точка соединения первого диода 5 с транзистором 4 являтся первым выходным выводом источника питания, который через конденсатор 9 подключен к точке соединения третьего диода 8 с выходом выпрямителя 1 и второму выходному выводу источника. Цепочка 10 из двух резисторов состоит из первого резистора 11 и второго

В данном стабилизаторе понижены значения рабочих напряжений на элементах ключевого стабилизатора в 1,3 раза, уменьшен входной фильтр за счет того, что выходной конденсатор является частью вход- 25 ного конденсатора фильтра. Кроме того, ключевой стабилизатор выполняется лишь на часть мощности нагрузки, что позволяет выполнять его на менее мощных элементах. При этом уменьшено количество элементов, которые должны обладать высокочастотными

резистора 12. Дополнительный конденсатор свойствами (конденсатор 9 работает только

при низкочастотной переменной составляющей, что позволяет использовать любой тип электролитических конденсаторов).

40

13 включен паралочельно первому резистору 11 цепочки 10.

Источник питания постоянного напряжения работает следующим образом.

При рассмотрении режимов работы еле- 35 дует пользоваться эпюрами напряжения (фиг. 2). В интервале Т1-Т2 открыты первый диод 5 и второй диод 7, конденсаторы 3 и 9 получают подзаряд AQi. Принято, что ток утечки транзистора 4 (закрытое состояние) больще обратных токов lepBoro диода 5 и третьего диода 8. Поэтому после Т2 потенциал точки С снижается до тех пор, пока VD не сравняется с VE , т.е. Vr следит за Vt и УС вместе с VF снижаются по косинусоиде. Это интервал Т2-ТЗ.

При потенциал VF становится равным нулю и снижение Vc и VD прекращается. Такое состояние сохраняется до Т Т4, когда открываются транзистор 4 и третий диод 8. При конденсатор фильтра ключевого стабилизатора 2 отдает полученный от конденсатора 3 заряд ьQa AQi -Т/(Т-0) из-за трансформации в импульсном стабилизаторе 2. Следовательно, AQ2, отдаваемый в конденсатор 9, в два раза больше, чем AQi.

Обмен зарядами идет до , когда транзистор 4 запирается. После запирания транзистора 4 потенциалы Vc и Vf- растут, но Vc не может расти быстрее, чем па45

Формула изобретения

1. Источник питания постоянного напряжения, содержащий двухфазный выпрямитель, входом подключенный к входным выводам, и ключевой стабилизатор с конденсатором на его входе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, за счет уменьшения номиналов элементов фильтра на выходе выпрямителя и снижения рабочих напряжений на элементах ключевого стабилизатора, в него введены делитель напряжения, транзистор, конденсатор и три диода, причем эмиттерно-кол- лекториый переход транзистора подключен к первой выходной клемме ключевого стабилизатора непосредственно и к второй выходной клемме - через первый диод, база транзистора связана с выходом делителя наи зяжения, вход которого подключен к выходу двухфазного вьпфямителя, соединенного через второй и третий диоды соответственно с входом ключевого стабилиза- сс тора, обшая точка соединения первого диода- с транзистором является первым выходным выводом истчника питания, который через конденсатор подключен к точке соединения

50

пряжение на базе транзистора 4 VA ). Соответственно растет и При первый диод 5 почти открыт и рост Vc, VF- прекращается. Это интервал Т6-Т7. Когда , открывается второй диод 7 и вслед за ним первый диод 5, VF становится ольше, чем Vc,,-|-Vc;; и оба названных конденсатора подзаряжаются. Это начало следующего периода работы. Чтобы на холостом ходу не заряжать конденсатор 9 до больших напряжений, гжлючается цепочка Ю из двух резисторов. Чтобы уменьшить стогер- цовые (или любые другие с частотой 2fc сети) пульсации, включен конденсатор 13. Через него часть переменного напряжения попадает в конденсатор 9 и примерно сравнивает перепады напряжения на интервалах Т1-Т2 и Т4-Т5.

В качестве ключевого стабилизатора 2 могут быть использованы любые известные структуры релейных, синхронизируемых, параметрических ключевых стабилизаторов,

В данном стабилизаторе понижены значения рабочих напряжений на элементах ключевого стабилизатора в 1,3 раза, уменьшен входной фильтр за счет того, что выходной конденсатор является частью вход- ного конденсатора фильтра. Кроме того, ключевой стабилизатор выполняется лишь на часть мощности нагрузки, что позволяет выполнять его на менее мощных элементах. При этом уменьшено количество элементов, которые должны обладать высокочастотными

свойствами (конденсатор 9 работает только

Формула изобретения

1. Источник питания постоянного напряжения, содержащий двухфазный выпрямитель, входом подключенный к входным выводам, и ключевой стабилизатор с конденсатором на его входе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, за счет уменьшения номиналов элементов фильтра на выходе выпрямителя и снижения рабочих напряжений на элементах ключевого стабилизатора, в него введены делитель напряжения, транзистор, конденсатор и три диода, причем эмиттерно-кол- лекториый переход транзистора подключен к первой выходной клемме ключевого стабилизатора непосредственно и к второй выходной клемме - через первый диод, база транзистора связана с выходом делителя наи зяжения, вход которого подключен к выходу двухфазного вьпфямителя, соединенного через второй и третий диоды соответственно с входом ключевого стабилиза- тора, обшая точка соединения первого диода- с транзистором является первым выходным выводом истчника питания, который через конденсатор подключен к точке соединения

третьего диода с выходом выпрямителя и второму выходному выводу.

2. Источник нитания по п. 1, отличающийся тем, что, с целью ограничения выходного напряжения на холостом ходу, в него введена цепочка из двух резисторов, первый из которых включен между обняей точкой соединения второго диода с входом делителя напряжения и первым выходным выводом источника питания, а второй резистор подключен между выходными выводами источника питания.

3. Источник питания по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения, в него введен дополнительный конденсатор, пун- тирующий первый резистор.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения.является уменьшение массы и габаритов за счет у.меньшения но.миналов элементов фильтра на выходе выпрямителя стабилизатора постоянного напряжения. Цель достигается тем, что в источник пита пня введены транзистор 4, первый диод 5, делитель напряжения 6, второй н третий диоды 7, 8, конденсатор 13, цепочка 10 из двух резисторов. После зарядки конденсаторов 3 и 9 через диоды 7 и 5 напряжение на нагрузке снижается до величины, определяемой делителем 6. После этого открывается транзистор 4 и напряжение на нагрузке отслеживает нанряжение ключевого стабилизатора 2. В нормальных режимах работы напряжение на элементах ключевого стабилизатора и конденсаторах 3, 9 составляет половину от питаю1,него. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. со о со о о Oi

ЗООв

omifphim

4(

9LL2.2