Многоканальный источник питания Советский патент 1993 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания объектов повышенной мощности, предъявляющих достаточно жёсткие требования к качеству выходного напряжения и надежности работы.

Известен источник питания, содержащий два транзисторных инвертора, каждый из которых через свой силовой трансформатор и выпрямитель включен на общую нагрузку. Один из преобразователей выполнен ведущим, другой - ведомым. Для этого система управления ведомого через фазорегулятор подсоединена к системе управления ведущего. Между нагрузкой и фазорегулятором включен узел сравнен ия.

Такое решение достаточно сложно и наличие фазового сдвига в коммутации транзисторов ведущего и ведомого преобразователей приводит к повышенному уровню электромагнитных помех. Кроме того, отказ в работе системы управления ведущего преобразователя приводит к прекращению работы других, что снижает надежность источника питания.Известен также источник питания, содержащий N первичных преобразователей, каждый из которых управляется своим зада3

3

СО

OJ

ющим генератором. Задающий генератор представляет собой маломощный транзисторный инвертор по схеме со средней точ- крй и насыщающимся трансформатором насыщения управления. В трансформаторе управления размещены соединенные параллельно через обмотки дросселей насыщения обмотки синхронизации. Дроссели насыщения служат для защиты от срыва re-; нерации задающих генераторов при коротких замыканиях.;

Надежная работа этого источника обест печена его значительным усложнением. Кроме того, синхронизация по частоте выходных напряжений первичных преобразователей обеспечена не а полной мере, поскольку даже при синхронизированных задающих генераторах разброс в параметрах элементов первичных преобразователей приведет к разбалансировке по частоте их выходных напряжений,

В предлагаемом источнике питания, содержащем N идентичных синхронизирован- ных по частоте преобразователей напряжения и установленные ка выходе преобразователей регуляторы, каждый первичный преобразователь выполнен в виде двухтактного транзисторного автогенератора с обратной связью по напряжению, включающей последовательно соединенные резистор и зашунтирозанную дросселем на-, сыщения обмотку трансформатора управле- ния автогенератором, электрически несвязанную с другими обмотками этого трансформатора, причем обмотки дросселей насыщения в цепях обратных связей по напряжению всех первичных преобразователей расположены на общем сердечнике.

Известно; что одновременная работа любых преобразователей обеспечивает по- : вышение источника питания, однако необходимы дополнительные элементы синхронизации, без которых на одно из известных решений не обеспечивает качественную работу источника,

В случае одновременной работы нескольких таких преобразователей при выполнении обмоток дросселей насыщения в цепях обратной связи по напряжению на общем сердечнике достигается более качественная синхронизация по частоте и по фазе выходных напряжений.первичных преобразователей, чем в известном источнике питания, причем без введения дополнительных элементов синхронизации, Одновременно обеспечивается высокая надежность работы источника, поскольку выход из строя любого из автогенераторов не сказывается на работе остальных,

На чертеже приведена принципиальная схема источника электропитания.

Источник питания содержит N первичных преобразователей 1 и N стабилизаторов 1,. установленных на выходе преобразователей напряжения. Каждый из преобразователей 1 выполнен в виде двухтактного автогенератора на силовых транзисторах 3, 4, Шунтирующие диоды 5-8

0 -включены по мостовой схеме. Диагональ постоянного тока моста подсоединена катодами к клемме.-)-, анодами - к клемме - питания. В диагональ переменного тока включена первичная обмотка 9 выходного

5 трансформатора преобразователя. Смежные диоды 5, 6 через общую обмотку 10 обратной связи по току включены параллельно соответственно переходу коллектор- эмиттер транзисторов 3, А. Смежные диоды

0 7,8 подключены параллельно запирающим конденсаторам 11,12. Базовая цепьтранзи- стора 3 (4) образована обмоткой 13 (14) управляющего транзистора трансформатора и диодом 15 (16), шунтирующим конденсато5 ром 17 (18), при этом к базе диод 15 (16) подключен катодом. Параллельно переходу коллектор-база транзистора 3 (коллектор- база транзистора 4) включен резистор 19 (20). Параллельно переходу эмиттер-база

0 транзистора 3 (эмиттер-база транзистора 4) включена цепь из последовательно соединенных конденсатора 21 {22} и резистора 23 (24), Стабилизатор 2 подключен к вторичной обмотке 25 выходного трансформатора. Вы5 ходы стабилизатора 2 подсоединены к клем- мам для подключения нагрузки. Цепь обратной связи по напряжению образована обмоткой 26 выходного трансформатора, последовательно соединенным резистором

0 27 и дросселем насыщения, шунтирующим обмотку 29 трансформатора управления 28. Обмотки дросселя 28 насыщения всех первичных преобразователей размещены на общем сердечнике,

5 Запуск автогенератора осуществляется напряжением питания через резистор 19 (20). При этом один из транзисторов 3 (4) открывается первым и через обмотку 9 выходного трансформатора и обмотку 10 об0 ратной связи по току протекает ток. Протекание тока через обмотку 9 приводит к появлению ЭДС на обмотке 26 обратной связи по напряжению. Это напряжение через резистор 27 прикладывается параллель5 но включенным обмотке 29 трансформатора управления и дросселю 28 насыщения. При этом происходит перемагничивание дросселя 28 в режиме источника тока по полной петле гистерезиса. Скорость перемагничи- вания дросселя 28 насыщения ограничена

падением напряжения на базовом диоде и переходе эмиттер-база транзистора. Момент насыщения будет определяться теми диодом и транзистором, падение напряжения на которых наибольшее, При насыщении дросселя 28 сопротивление его обмотки резко падает, что приводит к режиму, близкому к короткому замыканию в цепи обмоток 29 трансформатора управления, При этом скорость перемагничивания сердечников трансформаторов управления резко замедляется, вызывая в их обмотках эффект, эквивалентный насыщению сердечника, что обеспечивает синхронизацию ком0

мутации транзисторов 3, 4 всех первичных преобразователей. Обратная связь по току поддерживает постоянный коэффициент усиления транзисторов во всем диапазоне изменения тока нагрузки. Для активного запирания транзисторов 3,4 служат конденсаторы 11, 12.

Возможно выполнение двухтактного транзисторного автогенератора по схеме со средней точкой, когда каждый транзистор имеет свою обмотку связи по току и общий диод в базовых цепях, который катодом подключен к базе транзистора через базовую обмотку трансформатора управления.

Использование: питание объектов повышенной мощности с жесткими требованиями к качеству выходного напряжения и надежности работы. Источник выполнен в виде нескольких одновременно работающих преобразователей напряжения и подключенных к ним регуляторов. Выполнение преобразователя напряжения в виде двухтактного транзисторного автогенератора с. обратной связью по напряжению, включающей последовательно соединенные резистор и зашунтированную дросселем насыщения обмотку трансформатора управления автогенератором, гальванически раз- вязанную с другими обмотками трансформатора, и размещение обмоток дросселей насыщения в цепях обратных связей по напряжению первичных преобразователей на общем сердечнике обеспечивают синхронную синфазную коммутацию транзисторов первичных преобразователей без введения дополнительных стабилизирующих элементов. 1 ил. ,

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Многоканальный источник питания, содержащий N .идентичных синхронизированных по частоте преобразователей напряжения, к выходу которых подключены регуляторы, отличающийся тем, что каждый первичный преобразователь выполнен в виде двухтактного транзисторного автогенератора с обратной связью по напряжению, включающей последовательно соединенные резистор и шунтированную дросселем насыщения обмотку трансформатора управления автогенератором, причем обмотки дросселей насыщения в цепях обратных связей по напряжению расположены на общем сердечнике.