Стабилизированный источник питания переменного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/44 

1

(61) 8091 16

(21)4365189/24-07

(22)15.09.87

(46) 30.JO.89. Бюл. № 40 (72) М.В. Мусин

(53)621 .316.722.1 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 809116,кл. G 05 F 1/44, 1979.

(54)СТ/ БИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

(57)Изобретение относится к электро- I технике и может быть использовано в

источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повьтаение КПД и надежности источника питания. Это достигается путем коммутации симметричных отводов входной обмотки силового трансформатора 4 в зависимости от уровня входного напряжения. При этом осуществляется грубая регулировка напряжения, которое дополнительно стабилизируется непрерьгоным регулятором 11. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД и надежности источника питания. Это достигается путем коммутации симметричных отводов входной обмотки силового трансформатора 4 в зависимости от уровня входного напряжения. При этом осуществляется грубая регулировка напряжения, которое дополнительно стабилизируется непрерывным регулятором 11. 1 ил.

(О

tHbdk

СП

00 00

ьо tc

кэ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной апнаратуры и является дополнительным к авт. ев. № 809 116,

Целью изобретения является повышение КПД и надежности.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства .

Устройство содержит преобразователь 1 постоянного напряжения в переменное на двух силовых транзисторах 2, коллекторы которых соединены с первой входной клеммой 3, силовой трансформатор 4 с выходной обмоткой 5 и обмоткой обратной связи 6, первый резистор 7, второй резистор 8, шунтирующие диоды 9, развязывающие диоды 10, третий транзистор 11, эмиттер . которого через стабилитрон 12 подключен к второй входной клемме 13, база - к средней точке резистив- ного делителя 14, один вывод которого подключен к второй входной клемме 13, п силовых транзисторов 15 (где п - количество дискретов, на которое разбит диапазон изменения входного напряжения), коллекторы ко- орых через развязывающие диоды 16 подключены к симметричным отводам входной обмотки силового трансформатора А, а эмиттеры подключены к второй входной клемме 13. Кроме того, устройство содержит сравнивающие транзисторы 17, базы которых че- .рез резистивные делители 18 входного напряжения подключень) к входным клем- |мам 3 и 1 3, коллекторы - через согласующие делителя I 9 к базам транзисторов I 5 запускающий резистор 20, обмотки 21 и 22 на силовом трансформаторе 4, выпрямители 23 и 24. При этом эмиттеры сравнивающих транзисторов 17 подключены через запускающий резистор 20 к первой входной клемме 3 и через вьтр митель 24 к крайним выводам обмотки 22 силового трансформатора 4 , обмотка 21 через выпрямитель 23 подключена . к второму выводу резистивного делителя 14. Средние точки обмоток 21 и 22 подключень к вюрой входной клемме 1

Стабилизированный источник питания работа(т следующим образом.

При подаче напряжения питания через запускающий резистор 20 приоткрываются все сравнивающие трантисторы 17 и соответственно все силовые тран

5

0

5

0

5

0

5

0

5

зисторы 15, при этом начинает работать преобразователь 1 в автоколебательном режиме. Допустим, открывается левый по чертежу силовой транзистор 2. Ток, протекающий через входную обмотку силового трансформатора 4, через левый по чертежу (если входное напряжение минимально) развязывающий диод 16 и силовой транзистор 17, замыкается на вторую входную клемму 13.Все остальные развязывающие диоды 16 при этом заперты более отрицательным потенциалом относительно второй входной клеммы 13, возникающим на остальных отводах входной обмотки силового трансформатора 4, Во втором полупериоде открыты соответственно правые по чертежу силовой транзистор 2 и развязывающий диод 16, а остальные развязывающие диоды закрыты. Таким образом в каждый момент времени ток входной обмотки силового трансформатора 4 замыкается на вторую входную клемму 13 только через один (в данном сл учае левый по чертежу) силовой транзистор 15, хотя открыты все силовые транзисторы 15. Выпрямленное напряжение (выбирается для экономии низким SJ3 В) с с обмотки 22 силового трансформатора 4 через выпрямитель 24 поступает на эмиттеры сравнивающих транзисторов 17 и сравнивается на переходах эмиттер- база со входным напряжением, поступающим на базы сравниваюш,их транзисторов 17 через соответствующие делители 18 входного напряжения. Величиной запускающего резистора 20 ограничивается пусковой ток устройства.

Стабилизация выходного напряжения устройства осуществляется за счет фиксации положительных полупериодов напряжения на базах силовых транзисторов 2 через развязывающие диоды 10 третьим транзистором 1I футем сравнения напряжения, поступающего с обмотки 21 через вьшрямитель 23 и ре- зистивный делитель 14, с опорным на-, пряжением на стабилитроне 12.

Делители входного напряжения 18 выбраны таким образом, чтобы при повышении напряжения на определенную величину (выбранную в качестве дискрета) происходило последовательное отклонение (слева направо по чертежу) сравнивающих транзисторов I7. Например число дискретов ; равно 4, дискрет равен 3 В, а диапазон изменения входного напряжения в пределах от 2032 В. При этом пороги срабатывания сравнивающих транзисторов выбираются соответственно 23, 26, 29, 32 В. Таким образом при превьппении входного напряжения 23 В произойдет отключение первого сравнивающего транзистора (левого по чертежу), соответственно отключается управляемый им силовой транзистор 15. Ток входной обмотки си-Ю лового трансформатора в этом случае замыкается через следующие развязывающие диоды 16 и силовой транзистор 15, что приводит к снижению коэффициента трансформации напряжения к 15 вторичным обмоткам, а третий транзистор 11 переходит в режим фиксации положительных полупериодов напряжения на базах силовых транзисторов 2 на более высоком пределе, поддержи- 20 вая выходное напряжение устройства постоянным.

При дальнейшем повышении входного напряжения до верхнего предела происходит последовательное отключение 25 силовых транзисторов 15 и соответственно снижение коэффициента трансформации напряжения к вторичным обмоткам силового трансформатора 4 устройства, а после каждого переключе- 30 НИН отводов входной обмотки силового трансформатора 4 стабилизация амплитуды напряжения, приложенного к ев , крайним выводам, осуществляется на новом пределе. Таким образом, при 5 изменении входного напряжения про- сходит грубая регулировка напряже- ия посредством переключения отводов входной обмотки силового трансформатора 4 и точная регулировка напря- Q жения на нагрузке путем подстабилиза- ции его преобразователем - стабилизатором за счет слежения за напря- жением на обмотке 21 . Это позволяет поддержлвать минимально необходимое j падение напряжения на силовых транзисторах 2, сохраняя постоянным потребление мощности со входа устройства. Таким образом достигается повьщге- ние кил устройства.50

При коротком замыкании в нагрузке напряжения на вторичных обмотках силового трансформатора 4 устройства резко падают, в результате базовый - ток силовых транзисторов 15 определяется только запускающим резистором 20 и ограничивается на допустимом для коллективных токов уровне. Таким образом достигается защита устройства при перегрузках в нагрузке.

При превышении входным напряжение установленного верхнего предела (например, 32 В) запирается последний (правый по чертежу) сравнивающий транзистор 17, соответственнр отключается управляемый им силовой транзистор 15, автоколебания в преобразователе 1 срываются, но при этом исчезает и выпрямленное напряжение, поступающее с обмотки 22 силового трансформатора 4, Однако через запускающий резистор 20 происходит вновь запуск устройства, а затем вновь отключение силового транзистора 15, т. устанавливается релаксационный процесс с частотой ниже (может быть дополнительно понижена установкой конденсатора на выходе выпрямителя 24), чем собственная частота работы преобразователя 1, При этом силовые тра зТ1Сторы 2 и 15 устройства переходят в режим пониженной рассеиваемой мощности, обеспечивается защита устройства от перенапряжения.

Таким образом, предлагаемый стабилизированный источник питания переменного напряжения позволяет повысить КПД и надежность устройства.

Формула изобретения

Стабилизированный источник питани переменного напряжения по авт. св. № 809116, отличающийся те что, с целью повьппения КЦЦ и надежности, в него введены силовые и сравнивающие транзисторы, развязьтающие диоды, резистивные делители напряжения, согласующие делители напряжения выпрямитель напряжения, запускающий резистор, а. силовой трансформатор снабжен обмоткой со средней точкой, кроме того, его входная обмотка имеет симметричные отводы, при этом эмиттеры силовых транзисторов соединены с вторым входным выводом, коллектор каждого силового транзистора через развязывающие диоды Подключен к соответствующим симметричным отводам входной обмотки силового трансформатора, база каждого сравнивающего транзистора подключена через соответствующий реэисторный делитель на-пряжения к входным вьшодам, коллектор через соответствующий согласую71518822 .8

НЩЙ делитель напряжения - к базе ному выводу и через выпрямитель на- соответствующего силового транэис- пряжения - к крайним выводам обмотки тора, кроме того, эмиттеры сравниваю- со средней точкой,Причем средняя точщих транзисторов через запускающий ка этой обмотки соединена с вторым резистор подключены к первому вход- входным выводом.