Стабилизированный источник электропитания Советский патент 1982 года по МПК G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Известен стабилизированный преобт разователь постоянного напряжения,содержащий/задающий генератор, широт но-импульсный модулятор, связанный через, формирователь- управляющего напряжения с транзисторами усилителя мощности, к выходу которого через выпрямитель с фильтром подключена нагрузка 1. . Недостатком этого устройства является отсутствие форсированного запирания транзисторов усилителя мощ-ностИ, Наиболее близким к изобретению является стабилизированный источник электропитания, содержащий усилител мощности и задающий генератор с выходным трансформатором, вторичные о мотки которого через базовые резисто ры соединены со входами силовьвс тра зисторов усилителя мощности, блок ко мутации с первой и второй парой выходных зажимов и управляющим транзи тором, ко.Т1лектор которого подк.лючен к выходу вьтрямителя . а база - к входному зажиму блока коммутации, причем первая И вторая пара выходны зажимов блока, коммутации включена между базой одного силового транзистора и точкой соединения базового резистора противоположного силового транзистора и вывода вторичной обмотки трансформатора задающего генератора, а входной зажим блока коммутации подключен к выходу широтноимпульсного модулятора 2. Недостатком из.вестного стабилизированного источника является уменьшение КПД при увеличении выходной мощности устройства. Цель изобретения - повьииение КПД и расширение функциональных возможностей устройства. Эта цель достигается тем, что в известном стабилизированном источнике электропитания, указанный блок коммутации снабжен дополнительным трансформатором, первичные обмотки которого через диоды подк.лючены к соответствующим парам выходных зажимов , а вторичная обмотка - к входу упомянутого выпрямителя. На чертеже представлена принципиальная схема источника электропитания. Стабилизирюванный источник электропитания содержит задающий генератор 1 с выходным трансформатором 2, вторичные обмотки которого связаны со входами сиЛовых транзисторов 3 и 4 усилителя мощности. Первая 5 и вторая 6 пара выходных зажимов блока 7 коммутации включены между входными цепями силовых транзисторов 3 и 4, а ВХОДНОЙ зажим 8 подключен к выходу компаратора 9, который вместе с формирователем 10 пилообразного напряжения и усилителем 11 постоянного тока образует широтно-импульсный модулятор. Первичные обмотки 12 до.полнительного трансформатора 13 через диоды 14 и 15 подключены к выходным зажимам блока 7, а вторичная обмотка 16 - ко входу выпрямителя 17 выход которого зашунтирован управляющим транзистором 18. Питание широтно-импульсного модулятора осуществляется от выпрямителя 19, а питание задающего генератора 1 - от параметрического стабилизатора 20. К выходу усилителя мощности подключена нагрузка 21.

Задающий генератор 1 вырабатывает стабильные по частоте и амплитуде импульсы напряжения прямоугольной формы. В качестве обмоток трансформатора 2, подключенный через резисторы ко входам силовых транзисторов 3 и 4 могут быть использованы базовые обмотки трансформатора 2 задающего генератора 1. В разомкнутом состоянии ключа 18 магнитопровод трансформатора 13 перемагничивается под действи.ем напряжения, приложенного к одной из первичных обмоток:

11 где и - напряжение на первичной об мотке трансформатора 13;

и - напряжение на насыщенном

бд

переходе база-эмиттер

транзистора 3; и - напряжение базовой обмотки

трансформатора 2; и - падение напряжения на открытом диоде 14.

Поскольку вторичная обмотка трансформатора 13 разомкнута, ток, протекающий через диод 14 и первичную обмотку 12, невелики равен току холостого хода. При замыкании ключа 18, управляемого от компаратора 9, падение напряжения на первичной обмотке 12 трансформатора 13 становится равным (,-, )/К, где К - коэффициент передачи трансформатора, UKH Напряжение на насыщенном транзисторе 18, U-if - падение напряжения rfa дйодё1Х выпрямителя 17. Ток, протекаквдий в это время по вторичной обмотке трансформатора 13, меньше в К раз и, поскольку величина К может быть выбрана достаточно большой (10-20), управление транзистором 18 осуществляется непосредственно с выхода компаратора 9, при этом обеспечивается насыщенное состояние транзистора 18.

Потенциал базы закрытого транзистора 3 отрицателен ( ) даже при достаточно малых напряжениях на базовой обмотке иг, 1,5 - 2 В, следовательно условия запирания силовых транзисторов не накладывают ограничений на выбор напряжения на базовых обмотках трансформаторов 2.

Наличие выпрямителя 19 подключенного к отдельной обмотке трансформатора 2, не является приципиально не обходимым, поскольку питание широтно-ймпульсного модулятора может осуществляться с выхода устройства, однако при этом усложняется построение унифицированной схемы управлени преобразователем на различные номиналы, выходных напряжений.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить КПД устройства и расширить его функциональные возможности- (сохранение форсированного запирания силовых транзисторов и гальванической развязки без применения оптронов, что ограничивало температурный диапазон и радиационную стойкость стабилизатора

Формула изобретения Стабилизированный источник электрпитания , содержащий усилитель мощности и задающий генератор с выходным трансформатором, вторичные обмотки которого через базовые резисторы .соединены с входами силовых транзисторов, усилителя мощности, блок коммутации с первой и второй парой выходных зажимов и управляющим транзистором, коллектор которого подключен к выходу выпрямителя, а база - к вхоному зажиму блока коммутации, причем первая и вторая пара выходных зажимов блока коммутации включены между базой одного силового транзистора и точкой соединения базового резистора противоположного силового транзистора и- вывода вторичной обмотки трансформатора задающего генератора, а входной зажим блока коммутации подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей, указанный блок коммутации снабжен дополнительным трансформатором, первичные обмотки которого через диоды подключены к соответствующим парам выходных зажимов, а вторичная к входу упомянутого выпрямителя,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 527808, кл Н 02 М 3/335, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2807725/07,

кл. G 05 F 1/64, 06.08.79.