Источник питания Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 G05F1/58 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Известны источники питания от сети переменного напряжения, содержащие выпрямитель, емкостной фильтр, стабилизатор напряжения и выходные фильтры РЗ

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является источник питания, содержащий входной выпрямитель, преобразователь напряжения на двух транзисторных ключах с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к выходному выпрямителю, стабилизатор постоянного напряжения, управляюп91Й вход которого через усилитель обратной связи соединен с выходными зажимами, и выходной фильтр 2.

Недостатком известного устройства является большая величина пульсаций тока, потребляемого от сети, и броски тока во входной цепи при

включении источника в сеть, связанные с наличием во входной цепи емкостного фильтра.

Цель изобретения - улучшение формы тока, потребляемого из сети при включении и в установившемся режиме.

Поставленная цель достигается тем, что входные: зажимы преобразователя подключены непосредственно к выходным зажимам входного выпрямителя, указанные транзисторные ключи выполнены защищенными от перегрузок, а выходной трансформатор снабжен дополнительной обмоткой с числом витков меньшим, чем у вторичной обмотки, которая через дополнительный выпрямитель, дополнительный емкостной фильтр и развязывакяций диод подключена параллельно выходу выходного выпрямителя и входу упомянутого стабилизатора, выход которого через выходной фильтр соединен с выходными зажимами источника.

Кроме того, указанный преобразователь состоит из двух однотактпых преобразователей, каждый из которых содержит защищенный от перегрузок транзисторный ключ, трансформатор со вторичной и дополнительной обмотками и выходной и дополнительный выпрямитель, причем выходы выходных выпрямителей однотактных преобразователей и выходы дополнительных выпрямителей соединены соответственно параллельно.

На чертеже представлена схема источника напряжения, Источник питания переменного напря жения содержит входной выпрямитель 1 переменного напряжения, блок 2 управления, преобразователь. 3 напряжения на транзисторных ключах 4 и 5, защищенных по току, выходные трансформат ры 6 и 7 с первичными обмотками 8 и 9 и вторичными обмотками 10 и 11, которые подключены к выходному выпря мителю, а также дополнительные обмот ки 12 и 13. Параллельно втор11чным - обмоткам 10 и 11 подключены основные выпрямители 14 и 15, а параллельно дополнительньш обмоткам 12 и 13 подк лючены дополнительные выпрямители 16 и 17, на oбшJiй параллельшэ й выход которых включен дополнительный емкост1а1Й фильтр 18, который через раз вязывающий диод 19 подключен к шине питания. Стабилизатор 20 постоянного напряжения состоит из дросселя 21, силового ключа 22, диода 23 с усилителем 24 обратной связи, на выходе которого подключен выходной фильтр 25 и нагрузка 26. Источник переменного напряжения работает следующим образом. Переменное напряже1ше, снимаемое с шин сети переменного напряжения, выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 1. На входном выпрямителе I напряжение представляет собой пуль сирующее напряжение формы положитель ных полуволн синусоиды. Схема -2 управления генерирует поочередные импульсы включения и выключения силовых ключей 5 и 4, причем во время включенного состояния силового ключа 5 силовой ключ 4 выключен и наоборот

Поскольку силовые ключи обладают инер-55на выходе выпрямителей 14 и 15 диод ционностью по выключению, то процесс19 закрыт) мощность в нагрузку перепереключения ключей происходит с пе-дается из сети переменного напряжерекрытием, т.е. существуют некоторыекия через обмотки 10 и I1, а во вреинтервалы времени, когда оба гсгпочамя, когда напряжение на выходе вьшрявдспючены одновременно. Основные выпрямители 14 и 15 вторичных обмоток 10 и 1 1 выходных трансформаторов .6 и 7 включены таким образом, что огибающая напряжения на шинах питания повторяет собой по форме напряжение на выходе выпрямителя 1. Величина напряжения определяется отношением витков первичных обмоток 8 и 9 выходных трансформаторов 6 и 7 к виткам вторичных обмоток 10 и 11 соответственно. Дополнительные выпрямители 16 и 17 соединены таким же образом, как и основные выпрямители. Но поскольку их входам подключены дополнительные обмотки 12 и 13, имеющие меньшее количество витков, чем вторичные обмотки, то напряжение на их орщем выходе меньше напряжения на шинах питания. Выходное пульсирующее напряжение с выхода дополнительных выпрямителей сглаживается дополнительным емкостным фильтром 18. Стабилизатор 20 постоянного напряжения содержит дроссель 21, управляемый ключ 22 и диод 23 и работает обычным образом. При включенном состоянии ключа 22, управляемого усилителем 24 обратной связи, диод 23 закрыт и через дроссель 21, ключ 22 и шины питания протекает ток, нарастающий во времени. При выключении ключа 22 потенциал на аноде диода 23 повьшается до тех пор, пока диод не откроется по цепи шина пита1-шя, дроссель 21, диод 23, нагрузка 26, шина питания, происходит отдача энергии, запасенной дросселем в нагрузку. Выходной фильтр 25 сглаживает пульсации напряжения на нагрузке. Регулирование (стаби лизация) напряжения на выходе осуществляется усилителем 24 обратной связи, т.е. изменением относительного времени включенного и выключенного состояния ключа 22. Поскольку напряжение на выходе выпрямителей 14 и 15 имеет вид последовательности положительных полуволн синусоиды, а на выходе дополнительного емкостного фильтра 18 постоянного напряжения, то во время превышения величины напряжения Мигелей 14 и 15 падает ниже напряжения на выходе фильтра 18, развязываю щий диод 19 открывается, и в нагрузку отдается энергия, запасенная реактивными элементами дополнительного емкостного фильтра 18. Следовательно, выбирая соответствующим образом количество витков обмоток 10,11 и 12, 13 можно использовать для работы при непосредственном потреблении энергии от сети переменного напряжения достаточно большой участок синусоида. Таким образом, в источнике напряжения улучшение формы потребляемого из сети тока достигается за счет того, что стабилизатор постоянного напряжения, работающий на нагрузку, подключен своим входом в один интервал времени к питающей сети, через преобразователь напряжения и выпрямители а в другой интервал - к выходу сглаживающего фильтра. Устранение бросков тока из сети в момент включения источ ника достигается тем, что все нагрузочные цепи включены на выходе преобразователя напряжения и силовые ключи преобразователей защищены по току. Формула изобретения 1. Источник Питания, содержащий входной выпрямитель, преобразователь напряжения на двух транзисторных ключах с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к выходному выпрямителю, стабилизатор постоянного напряжения, управляющий вход которого через усилитель обратной связи соединен с выходными зажимами, и выходной фильтр, о т л и - 40 чающийся тем, что, с целью улучшемня формы тока, потребляемого из сети при включении и в установившемся режиме, входные зажимы преобразователя подключены непосредственно к выходным важимам выходного выпрямителя, указанные транзисторные ключи выполнены защищенными от перегрузок, а выходной трансформатор снабжен дополнительной обмоткой с числом витков меньшим, чем у вторичной обмотки, которая через дополнительный выпрямитель, дополнительный емкостной фильтр и развязывающий диод подключена параллельно выходу выходного вьшрямителя и входу упомянутого стаСйшнзатора, выход которого через выходной фильтр соединен с выходными зажимами источника. 2. Источник по П.1, отличающий с я тем, что указанный преобразователь из двух однотактных преобразователей, каждый из которых содержит защищенный от перегрузок транзисторный ключ, трансформатор со вторичной и дополнительной обмотками и выходной и дополнительный выпрямитель, причем выходы выходных выпрямителей однотактных преобразователей и выходы дополнительных выпрямителей соединены соответственно параллельно. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Верцберг, Кейв . Управление переключательными источниками питания с помощью БИС.- .Электроника, 1977, № 7, с.51-57. 2. Сб. статей под ред. Ю.И.Конева Электронная техника в автоматике. вып.б.М., Советское радио, 1974, с.55-59, рис.1.

W

-

t7