Низковольтный стабилизированный источник электропитания Советский патент 1992 года по МПК G05F1/56 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников вторичного электропитания.

Известны низковольтные источники электропитания, выполненные с использованием компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения и обладающие малой мощностью рассеяния, повышенным КПД.

В одно из известных источников мощность рассеяния уменьшена за счет разделения силовой и согласующей цепей регулирующего транзистора, причем согласующая цепь запита- на от отдельного источника входного напряжения. Недостатком этого источника является сложность схемы построения, так

как необходим отдельный дополнительный источник входного напряжения.

В другом известном источнике согласующие цепи питаются напряжением сглаживающего DC-фильтра, включенного на входе силового сглаживающего LC-фильтра Недостатком данного источника является узкая возможность применения из-за необходимости использования сглаживающего LC-фильтра.

Из известных источников наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является низковольтный стабилизированный источник электропитания, содержащий силовой трансформатор с первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, с основной вторичной обмоткой, подключенной крайними выXI

-N

Ю С

о о

водами к коллектору силового транзистора через цепь эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов, а средним выводом

-к общей шине, и вспомогательной вторичной обмоткой, основной сглаживающий конденсатор, включенной между коллектором силового транзистора и общей шиной, вспомогательный сглаживающий конденсатор, согласующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходному выводу через цепь база-эмиттер силового транзистора, а база - к выходу измерительно-усилительного узла.

В данном источнике для питания согласующих цепей используется вспомогательная вторичная обмотка силового трансформатора, выпрямительные элементы выполнены на транзисторах.

Однако его существенными недостатками являются низкие КПД и надежность из- за повышенной мощности рассеяния выпрямительных транзисторов и сложности схемы.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности путем снижения мощности потерь и упрощения.

Поставленная цель достигается тем, что в низковольтном стабилизированном источнике электропитания, содержащем силовой трансформатор с первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, с основной вторичной обмоткой, подключенной крайними выводами к коллектору силового транзистора через цепи эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов, а средним выводом - к общей шине, и вспомогательной вторичной обмоткой, основной сглаживающий конденсатор, включенный между коллектором силового транзистора и общей шиной, вспомогательный сглаживающий конденсатор, согласующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходному выводу через цепь база-эмиттер силового транзистора, а база

-к выходу измерительно-усилительного узла, крайние выводы вспомогательной вторичной обмотки подключены к базам выпрямительных транзисторов в противо- фазе, средний вывод подключен к коллектору согласующего транзистора и выводу питания измерительно-усилительного узла непосредственно, а к коллекторам выпрямительных транзисторов через параллельно соединенные вспомогательный сглаживающий конденсатор и введенный резистор.

Переходы база-коллектор выпрямительных транзисторов обеспечивают выпрямление напряжения вспомогательной

вторичной обмотки, и таким образом упрощается схема, снижается мощность потерь. Проведенный анализ научно-технической и патентной литературы не выявил аналогичных технических решений.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого низковольтного стабилизированного источника электропитания.

0 Предлагаемый низковольтный стабилизированный источник электропитания содержит силовой трансформатор 1 с первичной 2, основной 3 и вспомогательной 4 вторичными обмотками, выпрямительные

5 транзисторы 5, 6, основной 7 и вспомогательный 8 сглаживающие конденсаторы, силовой 9 и согласующий 10 транзисторы, измерительно-усилительный узел 11, выходной вывод 12, общую шину 13 и резистор 14.

0 Согласующий транзистор 10 может быть выполнен по составной схеме.

Первичная обмотка 2 силового трансформатора 1 соединена с входным выводом для подключения источника переменного

5 напряжения, например, прямоугольной формы высокой частоты, крайние выводы основной 3 вторичной обмотки через переходы эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов 5, 6 соединены с коллектором

0 силового транзистора 9, ее средний вывод подключен к общей шине 13, основной сглаживающий конденсатор 7 включен между коллекторами выпрямительных транзисторов 5, 6 и общей шиной 13 Крайние выводы

5 вспомогательной вторичной обмотки 4 в противофазе подключены к базам выпрямительных транзисторов 5, 6, средний вывод непосредственно соединен с коллектором согласующего транзистора 10 и с выводом

0 питания измерительно-усилительного узла 11, а через параллельно включенные вспомогательный сглаживающий конденсатор 8 и резистор 14 связан с коллекторами выпрямительных транзисторов 5, 6 Эмиттер со5 тасующего транзистора 10 через переход база-эмиттер силового транзистора 9 соединен с выходным выводом 12, а база подключена к выходу измерительно-усилительного узла 11.

0Предлагаемый низковольтный стабилизированный источник электропитания работает следующим образом

Выпрямительные транзисторы 5 6 включены поочередно в зависимости от по5 лярности напряжения на основной вторичной обмотке 3. При этом в отпертом выпрямительном транзисторе (например 5) с помощью напряжения вспомогательной вторичной обмотки 4 переход коллектор-база смещается в прямом напрарлении, что

обеспечивает режим его глубокого насыщения, Ток смещения, протекающий по цепи: средний вывод вспомогательной вторичной обмотки 4, резистор 14, переход коллектор- база выпрямительного транзистора 5, крайний вывод вспомогательной вторичной обмотки 4, на резисторе 14 создает падение напряжения, необходимое для питания коллекторной цепи согласующего транзистора 10 и вывода питания измерительно-усилительного узла 11, обеспечивая пониженные напряжение и мощность рассеяния силового транзистора 9, т.е. предложенное техническоерешениепозволиловыпрямительные транзисторы 5, 6 использовать для формирования двух постоянных напряжений: напряжения питания коллекторной цепи силового транзистора 9 (созданное с помощью основной вторичной обмотки 3 и переходов эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов 5, 6) и напряжения питания коллекторной цепи согласующего транзистора 10 (созданное с помощью вспомогательной вторичной обмотки 4 и переходов коллектор-база выпрямительных транзисторов 5, 6).

В результате исключается один выпрямительный узел, т.е. упрощается схема, и одновременно снижается мощность рассеяния выпрямительных транзисторов 5, 6 за счет их работы в режиме глубокого насыщения. Таким образом повышаются КПД и надежность предлагаемого низковольтного стабилизированного источника электропитания.

Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность предлагаемого низковольтного стабилизированного

источника электропитания По сравнению с прототипом предлагаемый источник содержит на 3 элемента меньше, мощность рассеяния выпрямительных транзисторов 5, б

уменьшена в 7 раз.

Формула изобретения Низковольтный стабилизированный источник электропитания, содержащий силовой трансформатор с первичной обмоткой,

соединенной с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, с основной вторичной обмоткой подключенной крайними выводами к коллектору силового транзистора через цепи

эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов, а средним выводом - к общей шине, и вспомогательной вторичной обмоткой, основной сглаживающий конденсатор включенный между коллектором силового

транзистора и общей шиной, вспомогательный сглаживающий конденсатор, согласую- щий транзистор, эмиттер которого подключен к выходному выводу через цепь база-эмиттер силового транзистора, а база

- к выходу измерительно-усилительного узла, отличающийся тем что, с целью повышения КПД и надежности путем снижения мощности потерь и упрощения, крайние выводы вспомогательной вторичной обмотки подключены к базам выпрямительных транзисторов в противофазе, средний вывод подключен к коллектору согласующего транзистора и вводу питания измерительно- усилительного узла непосредственно, а к

коллекторам выпрямительных транзисторов через параллельно соединенные вспомогательный сглаживающий конденсатор и введенный резистор.

Mr

Использование: во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры, в которой требуется повышенные КПД и надежность. Сущность изобретения: устройство содержит силовой трансформатор с первичной обмоткой, основной и вспо- могательной обмотками со средними выводами, основной и вспомогательные сглаживающие конденсаторы, выпрямительные транзисторы, силовой и согласующиетранзисторы, измерительно-усилительный узел. Соединение крайних выводов вспомогательной вторичной обмотки с базами выпрямительных транзисторов, среднего вывода - с коллектором согласующего транзистора и вводом питания измерит ельно-усилительного узла непосредственно, а с коллекторами выпрямительных и силового транзисторов через вспомогательный сглаживающий конденсатор позволяет снизить мощность потерь и упростить устройство и тем самым повысить его КПД и надежность. 1 ил сл С