Многоканальный стабилизатор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источниксш питания и может быть исполь зовано для питания различных электри ческих схем радиоаппаратуры, требующих подачи ряда стабилизированных напряжений. Известны стабилизированные источники питания, содержащие стабилизиро ванный преобразователь с широтноимпульсной модуляцией. Источники питания, построенные по данному принципу, обеспечивают: стабильность выходных напряжений при изменении входного напряжения в ишроких пределах, высокий КПД и малые габариты I и 21. Недостатком .этих источников является невозможность обеспечения стабильности выходных напряжений, при -изменении тока нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее в себя силовой трансформатор, пёрвичиая обмотка которого двумя крайними выводами через коллекторные переходы ключевых транзисторов подключена к первому входному выводу а средняя точка - к. второму входному выводу, причем базы ключевых транзисторо соединены с выходом схемл управления, вход которой подключен к обмот ке силового трансформатора, а по крайней мере одна выходная обмотка силового трансформатора через соответствующий выпрямитель и силовой фильтр подключена к первому входу соответствующего стабилизирукадего органа, выходом подключенного к вчходным выводам 3. Однако эта схема не обеспечивает получение высокого КПД при больших колебаниях входного напряжения. Кроме того, из-за разного постоянного времени фильтров напряжение на согласующем транзисторе в момент включения появится раньше, чем на регулирующем транзисторе, поэтому в первоначёшьный момент весь ток нагрузки пойдет через согласующий транзистор, что может привести к выходу его из строя. Цель изобретения - повышение надежности схемы. Указанная цель достигается тем, что в МНО1Ч}канальный стабилизат(ф введены вольтреле и усилитель меадности, управляющий .вход которого подключен к выходу задающего гёнера- тора, а вход питания через згивкающие контакты вольтреле - к первому входу одного из стабилизирующих ррганов, имеющего наибольшую временную задержку, при этом вход вольтреле подключен к соответствующему первому входу стабилизирующего органа, имеющего наименьшую временную задержку, а по крайней мере один выход усилителя мощности подключен ко второму входу одного из стабилизирующих органов.

На чертеже изображена схема предлагаемого стабилизатора.

Схема содержит преобразователь 1, выходной трансформатор 2 преобразователя, силовой-выпрямитель диоды 4-4 и 5-5fi выпрямителей, дроссели 6-6 фильтров выпрямителей, конденсаторы l-lr, фильтров выпрями элей,дополнительный усилитель 8 мощности, вольтреле 9, контакты 10 вольтреле, стабилизирующие органы ll-llf,/ регулирующий транзистор 12-12 ц стабилизирующего 9Ргана, согл асующий транзистор 13-13„ стабилиЪирующего органа, блок 14, состоящий из cxevbJ сравнения и усилителя постоянного тока, обмотку 15 обратной евязи,задающий генератор 16, транзисторы 17 и 18 усилителя мощности и широтно-импульсный модулятор 19.

Стабилизированный преобразователь 1 включает в себя задающий генератор 16, одним выходом соединенный с входом щиротно-импульсного -модулятора 19, а другим - с входом усилителя 8 мощности. Широтно-импульсный модулятор 19 входом подключен к обмотке 15 обратной связи силового трансформатора 2, а выходом - к базам ключевых транзисторов преобразователя 1, первичная обмотка силового трансформатора 2 двумя крайними выводалт через коллекторэмиттерные переходы подключена к первому входному выводу, средняя :точка трансформатора - к второму входному выводу. Силовой выпрямитель 3 с фильтром, состоящим из дросселя б и конденсатора 7, входом подключен к одной из выходных обмоток силового трансформатора 2, а выходом - к первому входу одного из стабилизирующих органов 11, каждый из которых состоит из регулирующего транзистора 12, согласующего транзистора 13 и блока 14, состояющего из блока сравнения и усилителя постоянного тока. Выход стабилизирующего органа подключен к выходному выводу. Усилитель 8 мощности управляющим входом подключен к выходу задающего генератора 16, а входом питания через замыкающие контакты 10 вольтреле 9 - к первому входу стабилизирующего органа, имеющего наибольшую временную задерку. Вольтреле подключено к сорт-. действенному первому входу стабилизирующего органа, имеющего наименьшую временную задержку.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 16 вырабатыс вает переменное напряжение прямоугольной формы, которое поступает на вход широтно-импульсного модулятора. Одновременно с этим переменное напряжение подается на усилитель 8 мощности, от которого в процессе работы обеспечивается питание согласующего транзистора 13 стабилизирующего органа 11. С выхода широтиоимпульсного модулятора импульсы подаются на базы транзисторов преобразователя 1. Напряжение обратной связи, снимаемое с обмотки 15 выходного трансформатора 2, подается на вход широтно-импульсного модулятора. При изменении напряжения обратной связи 0 изменяется соотношение закрытого и открытого состояний транзисторов преобразователя, а среднее значение напряжения на первичной обмотке трансформатора не изменяется, следовательно, и напряжение на выходе . выпрямителя 3 также не изменяется. Это приводит к значительному снижению потерь в стабилизаторе напряжения.

Стабильное напряжение с выхода выпрямителя 3 через последовательно включенный регулирующий транзистор 12 стабилизирующего органа 11 поступает на нагрузку. Напряжение U, для питания согласующего транзистора 13 подается от усилителя 8 мощности и включено между коллекторными выводами регулирующего и согласующего транзисторов.

С помощью блока 14 выходное напряжение стабилизатора сравнивается с опорным напряжением, а выделенный сигнал рассогласования усиливается и изменяет сопротивление регулирующего транзистора 12 таким образом, 5 что выходное напряжение стабилизатора поддерживается постоянным при изменении напряжения питания и тока нагрузки.Конденсаторы, используемые для фильтрации напряжения Uj, выбиQ раются на это напряжение и, следовательно, величина их допустимого напряжения и габариты гораздо меньше, чем аналогичных конденсаторов в известном устройстве. При запитке согласующего транзистора непосредственно от преобразователя потребуется установка на выходе выпрямителя дросселя для обеспечения нормсшьной , работы преобразователя. При большом количестве выходных цепей пЬтребует0 ся использование такого же количества дросселей в одном устройстве, что приведет к увеличению габаритов и веса всего устройства.

Если напряжение выпрямителя, от 5 которого питается вольтреле 9, (например, выпрямитель 3), находится в допустимых пределах, то вольтреле находится в замкнутом состоянии и питание усилителя мощности осуществ ляется через контакты 10 от выпрями теля, имеющего наибольшую временную задержку (например, от выпрямителя В случае пропадания или уменьшен напряжения выпрямителя вольтреле 9 отключается и тем самым обрывает цепь питания усилителя мощности. Таким образом, осуществляется за щита согласующих транзисторов 13 и 13п стабилизирующих органов 11 и 11 за счет последовательной подачи основного и дополнительного напряже ний, что повышает надежность стабилизирующего органа и устройства в целом. Кроме того, применение усилителя позволяет использовать емкостный: характер нагрузки выпрямителя. При нагрузке, начинающейся с емкости, пульсации выходного напряжения выпрямителя получаются меньшими. Сгла живающий фильтр и с ним все устрой ство становятся более компактными и как следствие этого, уменьшгиотся габариты и вес. Формула изобретения Многоканальный стабилизатор, содержащий преобразователь напряжения включсоощий в себя силовой трансформатор, первичная обмотка которого двумя крайними выводами через колпекторные переходы ключевых транзисторов подключена к первому входному выводу, а средняя точка - к второму входному выводу, причем базы ключевых транзисторов соединены с вьюсодом схемы управления, вход кото.рой подключен к обмотке силового трансформатора, а по крайней мере одна выходная обмотка силового трансформатора через соответствующий выпрямитель и силовой фильтр подключена к первому входу соответствукяцего выходного стабилизирующего органа, выходом подключенного к выходным выводам устройства и выполненного с раздельным питанием регулирующего и согласующего транзисторов, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него, введены вольтреле и усилитель мощности, управляющий вход которого подключен к выходу задающего генератора, а вход питания через замыкающие контакты - к первому входу одного из стабилизирующих органов, имеющего наибольшую временную задержку, при этом вход вольтреле подключен к соответствуняцему первому входу стабилизирующего органа, имеющего наименьшую временную задержку, а по крайней мере один выход усилителя мощности подключен ко второму входу одного из стабилизирующих органов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 491941, кл. G 05 F 1/64, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 437058, кл. G 05 F 1/64, 1973. 3.Патент США № .3652919, кл. G 05 F 1/64, 1978.