Импульсный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

/ у

00

03 00

IJ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания .

Цель изобретения - уменьшение мас- с огабаритньтх показателей.

На фиг.1 схематически представлена конструкция импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2 -|Q ункциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения включает в себя тепло- проводящее основание 1, имеющее в 5 сечении вид двутавра, на теплопрово- дящем основании установлены силовой регулирующий элемент 2, блок 3 управ- . ления, конденсаторы 4 и 5 входного и выходного LC-фильтров и диод 6. 20 Над установленными на основании элементами размещены дроссели 7 и 8 входного и выходного LC-фильтров, выполняющие функцию крышек 9 и 10, обмотки 11 и 2 дросселей 7 и 8 размещены 25 внутри крышек 9 и 10.

К управляющему выводу силового регулирующего элемента 2 подключен t выход блока 3 управления. Входной вывод стабилизатора подключен через зо дроссель 7 к входному выводу регули- . рующего элемента, а выходной вьгоод регулирующего элемента через дроссель 8 - к выходному вьшоду стабилизатора.

Импульсный стабилизатор постоянноге напряжения работает следующим

образом.

Блок 3 управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию тока, д протекающего через силовой регулирующий элемент 2, и обеспечивает его защиту от перегрузок, В результате на выходе стабилизатора формируется постоянное напряжение, требуемое для - питания нагрузки. Входной (на конденсаторе 4 и дросселе 7) и выходной (на конденсаторе 5 и дросселе 8) LC-фильтры осуществляют сглаживание пульсаций на входе и выходе стабилизатора. Диод 6 предотвращает пробой регулирующего элемента в момент воздействия ЭДС самоиндукции дросселя.

Дроссели 7 и 8 вьтолнены в Виде плоских обмоток II и 12, размещенных в крьппках 9 и 10, выполненных из ферромагнитиого материала и вьтол- няющих функцию магнитопровода дросселей.

50

55

Индуктивность дросселя (L) рассчитывают по формуле

L Мо/

1с

(1)

где ро - магнитная проницаемость вакуума;

(U - относительная магнитная проницаемость магнитопровода; W - число витков обмотки дросселей;

S - сечение магнитопровода; Ij.- длина средней силовой магнитной линии.

Сечение броневого магнитопровода определяют по сечению центрального керна. Для оптимального магнитного режима сечение магнитопровода для всех 5 iacTKOB должно быть одинаковым. Поэтому для выбора минимально необходимой высоты магнитопровода сечение магнитопровода определяют по формуле

S РеГ,

(2)

где () - периметр центрального

керна.

а,Ъ ширина и длина центрального керна; - толщина магнитодиэлект- pH eckoro материала над обмоткой дросселя. Ширину центрального керна определяют по следующей формуле:.

а - А - 2W dnpKe,

(3)

где А .- ширина теплопроводящего основания стабилизатора; d,p - диаметр провода обмотки; . KO - коэффициент укладки.

Аналогично определяют длину центрального Керна:

b - В -2W dnpK,,

(4)

где В - длина основания стабилизатора.

Таким образом, сечение магнитопровода дросселя определяют по формуле :

S « 2(А+В - 4W dnpKj,)f. (5)

Среднюю силовую магнитную линию рассчитывают по формуле

1с //(dnp- /) + 2 (W-1) d pKcПодставив (6) .и (7) в выражение для определения индуктивности (2) и разрешив его относительно d , получают

f, .l2(W4)

2(U |UW A+B-4W )-1ГЬ

(7)

Дпя обеспечения необходимой величины индуктивности дросселей толщина магнитодиэлектрического материала должна быть выбрана не менее рассчитанной по формуле (7). Выбор минимально необходимой толщины магнитодиэлектрического материала способствует минимизации размеров как дросселей LC-фильтров, так и импульсного стабилизатора в целом.

Выбрав толщину магнитодиэлектрического материала, можно определить общую высоту дросселя по следующей формуле:

АР2с/ + dnp- (8)

Диаметр провода обмотки выбирают исходя из заданного сопротивления дросселя.

Дроссель, расположенный снизу, имеет непосредственный тепловой контакт с шасси, на котором установлен импульсньй стабилизатор, и поэтому может выдерживать значительную тепловую нагрузку.

10

15

20

25

30

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий корпус, включающий в себя две крьпики и прямоугольное теплопроводящее основание, имеющее в поперечном сечении В1ед двутавра, на котором установлены с двух сторон блок управления, силовой регулирующий элемент, к управ- ляюIцe fy входу которого подключен выход блока управления, конденсаторы входного и выходного LC-фильтров и дроссели, которые подключены соответственно к входному и выходному выводам регулирующего элемента, к входным и выходным клеммам, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, обмотки дросселей входного и выходного LC-фильтров выполнены и размещены соответственно в верхней и нижней крышках, которые вьшолнены из.ферромагнитного материала и являются магнитопроводами дросселей, при этом высоту каждой крышки определяют в соответствии с выражением

2(I iP J:2iW;l))L

2fioFW (A+B-4W )-FL

-требуемая величина индуктивности дросселя;

-количество витков обмотки;

АР где L

W

пр

df,p- диаметр провода обмотки;

р0 - магнитная проницаемость вакуума;

|U - относительная магнитная

проницаемость ферромагнитного материала;

KO - коэффициент укладки провода обмотки;

А,В - ширина и длина магнитоди- электрического основания.

8

/VySi

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение массо- габаритных показателей. Масса и объем импульсного стабилизатора постоянного напряжения в основном определя ются размерами дросселей входного и выходного фильтров. При выполнении стабилизатора в В1зде основания 1, имеющего в поперечном сечении В1щ двутавра, крьппки 9 и 10 вьшолняются из ферромагнитного материала, внутрь которого помещают плоские обмотки 11 и 12 указанных дросселей. Толщина (h.n) крышек 9 и 10 выбирается в сог)г ответствии со следующим выражением: Ар 2(dnp- 2(W -l)dnpKo)L/ /2|k,(iW (A-«-B-4WdnpKo)-trL + dnp, где L - требуемая индуктивность дросселя; М - магнитная проницаемость вакуума; /и - относительная магнитная проницаемость магнитоди- электрического материала; W - количество витков в обмотке; dnp- диаметр провода обмотки в изоляции; А,В - длина и ширина корпуса стабилизатора. 2 ил. С