Источник электропитания постоянным стабилизированным напряжением Советский патент 1978 года по МПК H02M3/335 G05F1/56 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в источниках электропитания радиоаппаратуры, измерительной и вычислительной технике.

Известны источники электропитания, содержащие линейный стабилизатор напряжения и преобразователь постоянного напряжения в переменное высокочастотное 1.

Недостатком известных источников является низкий КПД, они имеют значительное потребление особенно при питании их повышенным напряжением.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является источник электропитания постоянным стабилизированным напряжением, содержаш1ий входной выпрямитель с фильтром, к выходу которого подключен вход импульсного стабилизатора постоянного напряжения, состояш.его из регулируюш,его транзистора, включенного последовательно с выходными выводами стабилизатора, шунтированными конденсаторами, дросселя, разрядного диода и блока для сравнения и управления, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, преобразователь напряжения, подключенный входом к одному из выходных выводов указанного стабилизатора, а вы.кодом соединенный со входом усилителя мощности.

выход которого через выходной выпрямитель с фильтром подключен к выходу источника 2. Однако известный источник энергопитания будет иметь низкий КПД, если выходное и входное напряжения импульсного стабилизатора будут повышенными, например 250-300 В и выше, так как блок сравнения и управления, а также преобразователь напряжения окажутся подключенными к этим повышенным напряжениям.

К недостаткам известного источника питания необходимо отнести и то, что при повышенных входных и выходных напряжениях импульсного стабилизатора в .момент включения его в сеть протекает большой пусковой ток через составной регулирующий транзистор, что снижает надежность его работы и может привести к его пробою. Кроме того, ес.яи выходное -

входное напряжение импульсного стабилизатора повышенное, то при коротком замыкании или значительной перегрузке на входе или выходе преобразователя напряжения в момент включения источника электропитания в сеть происходит пробой составного регулирующего транзистора и транзисторов усилителя MOHIности, так как в источнике электропитания отсутствует соответствующая защита. Такие короткие замыкания и перегрузки часто возникают при регулировке источников электропитания после сборки, а также при эксплуатации.

Целью изобретения является иовышение КПД и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике электропитания постоянным стабилизированнымнапряжением, содержащем входной выпрямитель с фильтром, к выходу которого подключен вход импульсного стабилизатора постоянного напряжения, состоящего из регулирующего транзистора, включенного последовательно с вы.чодными выводами стабилизатора, шунтированными конденсатором, дросселя, разрядного диода и блока для сравнения и управления, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора, преобразователь напряжения, подключенный входом к одному из вь1Ходных выводов указанного стабилизатора, а выходом соединенный со входом усилителя мощности, выход которого через выходной выпрямитель с фильтром подключен к выходу источника, один выходной вывод импульсного стабилизатора постоянного напряжения подключен к катоду дополнительно введенного стабилитрона, анод которого через резистор соединен с другим выходным выводом импульсного стабилизатора и через дополнительно введенный тиристор подключен к цепи питания преобразователя напряжения, с помощью дополнительно введенного диода соединенной с цепью питания блока для сравнения и управления, которая через дополнительно введенный вспомогательный выпрямитель, подключена к выходу усилителя мощности, причем параллельно упомянутому стабилитрону подключелы дополнительно введенный конденсатор и релаксационный генератор, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора.

На чертеже представлена схема источника электропитания постоянным стабилизирован jb M напряжением.

Источник содержит входной выпрямитель 1 с фильтром, к выходу которого подключен вход импульсного стабилизатора постоянгюго напряжения, состоящего из регулирующего транзистора 2, конденсатора 3, дросселя 4, разрядного диода 5, резистора 6 и блока 7 для сравнения и управления, преобразователь напряжения 8, подключенный к выходу указанного стабилизатора и содержащий задаюн.шй генератор, соединенный с усилителем мощности 9, выход которого через выходной выпрямитель 10 с фильтром подключен к нагрузке 11, кроме того, выходной вывод импульсного стабилизатора подключен к катоду стабилитрона 12, анод которого через резистор 13 соединен с другим выходным выводом импульсного стабилизатора и через тиристор 14 подключен к цепи питания преобразователя напряжения 8, через диод 15 соединенной с целью питания блока 7, через вспомогательный выпрямитель 16 подключенной к выходу усилителя мощности 9, при этом параллельно стабилитрону 12 подключены конденсатор 17 и релаксационный генератор 18, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора 14.

Источник электропитания работает следующим образом.

В нормальном режиме работы переменное напряжение питающей сети, например 220 в частотой 50 гц, поступает на входной выпрямитель 1 с фильтром. Выпрям-ленное и отфильтрованное напряжение подводится на вход импульсного стабилизатора. Регулирующий транзистор 2 в этот момент закрыт. Через резист.р 6, обычно выбираемый высокоо омным, чтобы не нарушать работу стабилизатора, начинается заряд конденсатора 3, одновременно через резисторы 6 и 13 начинается заряд конденсатора 17. Стабилитрон 12 ограничивает величину напряжения на конденсаторе 17. После того, как конденсаторы 3 и

17 зарядились до требуемой величины, срабатывает релаксационный генератор 18, и тиристор 14 включается. Энергия конденсатора 17 поступает на вход преобразователя напряжения 8, и он начинает работать. При этом

0 конденсатор 3 начинает разряжаться, обеспечивая энергией усилитель мощности 9. Усилитель .мощности 9 начинает работать, на выходе его появляются высокочастотные переменные напряжения. Одно из них выпрямляется, фильтруется и поступает на нагрузку 11, второе поступает на блок 7, обеспечивая синхронную с частотой преобразователя 8 напряжения работу импульсного стабилизатора, третье поступает на вспомогательный выпрямитель 16 с фильтрами, разнополярные выходные напряжения которых обеспечивают питание блока, а также стационарное питание преобразователя 8 напряжения через открывшийся диод 15. Регулирующий транзистор 2 начинает открываться - закрываться. Энергия с выхода входного выпрямителя 1 поступает на выход импульсного

5 стабилизатора, обеспечивает его работу. Тиристор 14 закрывается, так как отрицательное напряжение, поступающее через открытый диод 15 на преобразователь напряжения 8, больше, чем напряжение на конденсаторе 17.

В аварийном режиме - при коротком замыкании или значительной перегрузке на входе усилителя мощности 9, т. е. практически на выходе импульсного стабилизатора, конденсаторы 3 и 17 не заряжаются и не происходит включения релаксационного генератора 18, т. е. ис5 точник энергопитания не включается.

При коротком замыкании или значительной перегрузке на выходе усилителя мощности 9, т. е. в трансформаторе усилителя мощности 9, в вспомогательном выпря.мителе 16, в выходном выпря.мителе 10 или в нагрузке 11 конденсаторы 3 и 17 заряжаются, происходит включение релаксационного генератора 18 и преобразователя напряжения 8, однако при этом конденсатор 3 практически разряжается через открытые транзисторы усилителя мощности 9, напряжеJ ние не появляется на выходе усилителя мощности 9, конденсатор 17 также разряжается, преобразователь напряжения 8 не получает напряжения на блок для сравнения и управления 7. Регулирующий транзистор 2 не открывается, источник энергопитани не включается. Цикл

заряда-разряда конденсаторов 3 и 17 повторяется с определенной частотой. Включение источника электропитания происходит автоматически, как только замыкание или перегрузка у.траняется.

Предлагаемый источник электропитания имеет высокий КПД, так как даже при высоком в: одном - выходном напряжении импульсного стабилизатора преобразователь напряжения и блок для сравнения и управления питаются низковольтными напряжениями.

Пусковой ток регулирующего транзистора импульсного стабилизатора значительно уменьшен, так как в момент включения источника электропитания он закрыт, и энергия на преобразователь напряжения поступает с выходного конденсатора стабилизатора.

Предложенная защита источника электропитания проста и надежна, она исключает возможность включения его при коротком замыкаг НИИ или значительной перегрузке на входе или выходе усилителя мощности.

Формула изобретения

Источник электропитания постоянным стабилизированным напряжением, содержащий входной выпрямитель с фильтром, к выходу которого подключен вход импульсного стабилизатора постоянного напряжения, состоящего из регулирующего транзистора, включенного последовательно с выходными выводами стабилизатора, шунтированными конденсаторами, дрос

селя, разрядного диода и блока д.пя сравнения л управления, выход которого - единен с базой регулирующего транзистора, преобразователь напряжения, подключенный входом к одному из выходных выводов указанного стабилизатора,. а выходом соединенный со входом усилителя мощности, выход которого через выходной выпрямитель с фильтром подключен к выходу источника, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, один выходной вывод импульсного стабилизатора постоянного напряжения подключен к катоду дополнительно введенного стабилитрона, анод которого через резистор соединен с другим выходным выводом импульсного стабилизатора и через дополнительно введенный тиристор подключен к цепи питания преобразователя напряжения, с помощью дополнительно введенного диода соединенной с цепью питания блока для срав1:ения и управления, которая через дополнительно введенный вспомогательный выпрямитель подключена к выходу усилителя мощности, причем параллельно упомянутому стабилитрону подключены дополнительно введенный конденсатор и релаксационный генератор, выход которого соединен с управляющим электродо.м тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство N 440752, М. кл. Н 02 М 3/24, 1972.

2.Информационно-справочный листок МРП СССР № 022484, 1971.