Импульсный блок питания Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к области электротехники, в Частности преобразовательной техники, и может быть использовано при разработке блоков питания телевизионных приемников.

Целью изобретения является повышение надежности устройства путем обеспечения его защит ы от перегрузок и перенапряжений на выходе и за счет

:оптимизации тока базы ключевого транзистора,

: На чертеже приведена электрическая схема импульсного блока питания.

. .

Импульсный блок питания содержит

выпрямитель 1 питания, трансформатор С обмотками коллекторной 2, базовой 3, управля ощей 4, нагрузочной 5, ключевой транзистор 6, эмиттер которого через резистор 7 подключен к минусу выпрямителя 1 пит ания, а коллектор через коллекторную обмотку 2.к плюсу выпрямителя 1 питания. Анод тиристора 8 соединен с конденсато- ром 9 блокировки ключевого транзистора 6, другой конец которого соединен с базой ключевого транзистора, а катод тиристора 8 соединен с минусом выпрямителя 1 питания, Анед пер- вого Диода 10 соединен с началом базовой обмотки 3, а катод - с анодом тиристора I 8. Второй диод 11 катодом соединен с концом базовой обмотки 3 н базой ключевого транзистора 6, а анодом подключен к точке соединения конденсатора 12 блокировки тиристора и резистора 13, связанного с .управляющим электродом тиристора 8, причем другой конец конденсатора 12 блоки- ровки тиристора соединен с эмиттером ключевого транзистора 6, Коллектор регулирующего р-п-р-транзистора 14 подключен к началу базовой обмотки 3, эмиттер - к эмиттеру ключевого транзистора 6, а база через резистор 15 соединена с минусом выпрямителя 1 питания,Начало управляющей обмотки 4 связано со схемой 16 регулирования, К коллектору транзистора 14 подклю- чен электронный кпюч: 17, другой конец которого череэ ограничительный резистор 18 подключен к конденсатору 19 другой конец которого Подключен к эмиттеру ключевого тран- зистора 6. Параллельно конденсатору 19 подключен диод 20, анод которого соединен с эмиттером транзистора 6, Параллельно конденсатору 12 включен

152

электронный ключ 21, один конец которого соединен с эмиттером ключевого транзистора 6, а другой через резистор 22 - с базой регулирующего транзистора 14. Резистор 23 запуска подключен между плюсом выпрямителя 1 питания и точкой подключения электронного ключа 17 и резистора 18. Нагрузочная обмотка 5 гальванически изолирована от сети и соединена с выпрямителем 24 и нагружена на резистор 25.

Устройство работает следующим образом.

Выпрямленное напряжение сети через выпрямитель 1 подается на одно- тактный самовозбуждающийся генератор на ключевом транзисторе 6. Стабилизация выходного напряжения осуществляется путем регулирования энергии, накопленной в магнитном поле трансформатора в течение фазы проводимости ключевого транзистора 6. Это обеспечивается управлением момента включения тиристора 8 при помощи схемы 16 регулирования и резистора 7, состояние которых зависит от величины выходного надряжетшя и от протнкающего через ключевой транзистор 6 тока. При включении тиристора 8 заряженный конденсатор 9 подключается между . базой и эмиттером ключевого транзистора 6 минусом к его базе, обеспечивая надежное выключение генератора. При этом наступает фаза обратного хода, когда накопленная в магнитном поле трансформатора энергии в течение фазы проводимости ключевого транзистора 6 обеспечивает заряд емкостей вып- Фямителей нагрузки.

Отрицательное напряжение на конденсаторе 12 напряжением блокировки тиристора 8 и препятствует положительному напряжению, поступающему на управляющий электрод тиристора со схемы 16 регулирования и с резистора 7, вплоть до достижения напря- . жения включения тиристора 8.

Конденсатор 12 заряжается через диод II в течение фазы обратного хода отрицательным импульсом напряжения, возникающим на обмотке 3. В режиме стабилизации напряжения на конденсаторе 12 также стабилизированно. Падение напряжения на резисторе 7 от протекания линейно нарастающего коллекторного тока транзистора 6 явля U

ется управляющим напряжением для регулирующего транзистора 14, обеспечивая изменение сопротивления перехода коллектор-эмиттер транзистора 14 и соответственно базового тока транзистора 6 пропорционально изменению его коллекторного тока. Однако без начального смещения транзистор 14 начинает проводить не с нача- ла фазы проводимости ключевого транзистора, а по достижении определенного напряжения на резисторе 7, необходимого для отпирания регулирующего транзистора 14. Поэтому для обеспече- ния проводимости транзистора 14 с начала фазы проводимости ключевого транзистора 6 на базу транзистора 14 через резистор 22 с конденсатора 12 подается напряжение начального сме- щения.

Первоначальный запуск блока питания от сети осуществляется подачей напряжения на базу транзистора 6 с : выпрямителя 1 питания через резистор : 23 запуска, В этот момент электронный ключ 17 замкнут, обеспечивая протекание базового тока транзистора 6 через резистор 18 и параллельно включенные конденсатор 19 и диод 20, После самовозбуждения генератора напряжение на конденсаторе 12 начинает увеличиваться по мере его заряда и достигает определенного уровня, соответствующего работе блока питания в режиме стабилизации напряжения, В этот момент ключ 17 размыкается и базовьш ток с этого момента протека-. ет только через регулирующий транзистор 14, который обеспечивает про- порционапьную зависимость базового тока транзистора 6 от его коллекторного тока. Таким образом ключ 17 замыкается только в момент включения блока питания в сеть, все остальное время он разомкнут,

В случае короткого замыкания или перегрузки, когда блок питания перестает стабилизировать напряжение, ко- торое в нагрузке начинает уменьшаться, напряжение на конденсаторе 12 также уменьшается и напряжение смещения на базе транзистора 14 становится недостаточным для обеспечения его проводимости в начале фазы проводимости ключевого транзистора 6 и базовая цепь транзистора 6 получаеся разомкнутой В этом случае происходит выключение блока питания. При различных неисправностях в схеме 16 регулирования, обрыве диода 10, конденсатора 9, тиристора 8 блок питатш становится неуправляемым и напряжени на нагрузке начинает расти, в том числе начинает расти и напряжение на конденсаторе 12. Как только напрп же1ше на конденсаторе 12 превысит заранее заданный порог, происходит включение электронного ключа 21 и напряжение смещения на базе регулирующего транзистора 12 резко уменьшается. При этом регулирукящш транзистор 14 находится в непроводящем состоянии в начале фазы проводимости ключевого транзистора 6, В этом случае происходит выключение блока питания.

Таким образом, введение в схему двух электронных ключей и резистора позволяет выключить блок питайия при превышении напряжения стабилизации заранее заданного порога в случае неисправностей, которые могут возникнуть в схеме регулирования, при обрыве тиристора, конденсатора блокировки базового тока и т,д., а также при перегрузках в выходных цепях или цепях нагрузки, когда он перестает отрабатывать увеличение мощности, и напряжение стабилизации уменьшается, а также обеспечивает оптимальную форму тока базы как функцию коллекторного тока ключевого транзистора, что ведет к снижению потерь мощности.

Формула изобретения

Импульсный блок питания, содержа- пщй выпрямитель питания, автогенераторный преобразователь напряжения с тиристорным выключателем, трансформатор с коллекторной,,базовой, , управляющей и нагрузочной обмотками, ключевой транзистор, эмиттер которого через резистор подключен к минусу выпрямителя питания, а коллектор через коллекторную обмотку - к плюсу выпрямителя питания, тиристор, анод которого соединен через конденсатор блокировки ключевого транзистора с базой ключевого транзистора, а катод т иристора соединен с минусом выпрямителя питания, первый диод, анод которого соединен с нача51А

лом базовой обмотки, а катод с анодом тиристора, второй диод, катод которого соединен с концом базовой обмотки и базой ключевого транзистора, а анод подключен к точке соединения конденсатора блокировки тиристора и резистора, связанного с управляющим злектроды тиристора, причем другой конец конденсатора блоки- ровки тиристора соединен с эмиттером ключевого транзистора, схему регулирования, соединенную с управляющей ббмоткой и управляющим электродом тиристора, регулирующий р-п-р-тран- зистор, коллектор которого подключен с началу базовой обмотки, эмиттер - к эмиттеру ключевого транзистора, а база через резистор соединена с минусом выпрямителя питания, цепочку запуска, включенную между плюсом выпрямителя питания и змиттером кпючево156

го транзистора, состоящую из поатедо- вательно включенных резистора запуска, ограничительного резистора и диода, шунтированного конденсатором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем обеспечения защиты от перегрузок и перенапряжений на выходе и за счет оптимизации тока базы ключевого транзистора, в него введены два электронных ключа и резистор, при- чем первый электронный ключ подключен параллельно.конденсатору блокировки тиристора, точка соединения резистора запуска и ограничительного резистора цепочки запуска подсоединена к коллектору регулирующего транзистора через второй Электронный ключ, а резистор соединяет базу регулирующего транзистора с анодом второго диода.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников питания для телевизоров. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем обеспечения его защиты от перегорузок и перенапряжений на выходе и за счет оптимизации тока базы ключевого транзистора. Блок питания содержит сетевой выпрямитель 1, автогенераторньй однотактный преобразователь напряжения с. тирис- торным выключателем, трансформатор с обмотками коллекторной 2, базовой 3, управления 4 и нагрузки 5, ключевой транзистор 6, регулирующий транзистор 14 и узел управления со схемой регулирования 16. В узел управления входят цепочка запуска 18-20, 23, включающий тиристор 8, конденса торы блокировки 9 ключевого транзистора и 12 тиристора, а также введенные электронные ключи 21 и 17, первый из которых шунтирует конденсатор 12 блокировки тиристора, а второй подсоединяет цепочку запуска к коллектору регулирующего транзистора 14. При перегрузке и неисправности на выходе снижается напряжение на выходе, на конденсаторе 12 блокировки тиристора, что приводит к снижению тока базы регулирующего транзистора 14, дальнейшему снижению напряжения на выходе и т.д. Источник глохнет. Аналогично, при перенапряжении повышается напряжение на конденсаторе 12 блоки- ровки тиристора, что вызывает срабатывание первого электронного ключа 21, разряжающего зтот конденсатор, что приводит к снижению тока базы регулирующего транзистора 14, источник глохнет. Этим обеспечивается защита устройства от перегрузки и перенапряжений на выходе, т.е. попы-, шается надежность устройства. 1 ил. I (Л 00 со ел