Стабилизированный источник питания Советский патент 1982 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоаппаратуры и средств связи.

По основному авт.СБ. №888090 известен стабилизированный источник питания, содержащий транзисторные ключевые элементы, соединенные по однофазной двухполупериодной схеме выпрямления и подключенные к концам вторичной обмотки силового трансформатора с отводом от средней точки, блок управления, входами подключенный соответственно к источнику опорного напряжения, узлу сравнения и цепи обратной связи, узел согласования, вход которого подключен к вы. ходу блока управления, а выходы соединены с управляющими входами соответствующих транзисторных ключевых элементов 1.

Однако известный источник характеризуется недостаточно высоким КПД вследствие динамических потерь в транзисторных ключевых элементах. Указанный недостаток вызывается тем, что в источнике несмотря на то, что управляющий сигнал на транзисторы ключевых элементов подается одновременно, происходит последовательнбе во времени отпирание сначала нормально включенного, а затем инверсно включенного транзисторов. Это обусловлено тем, что при подаче управляющего сигнала на отпирание транзисторов, начинает протекать базовый ток через эмиттерные переходы транзисторов ключевого элемента, однако для инверсно включенного транзистора управляющим переходом является коллекторный переход, а ток через него начинает протекать лишь тогда, когда -через нормально включенный транзистор начнет протекать коллекторный ток.

Целью изобретения является повышение КПД путем уменьшения динамических потерь в тра нзисторных ключевых элементах.

Поставленная цель достигается тем, что в известном стабилизированном источнике питания указанные транзисторные ключевые элементы выполнены на двух встречно-последовательно включенных транзисторах, узел согласования выполнен с трансформаторным выходом, причем каждый из двух выходных трансформаторов узла согласования содержит по две вторичные обмотки, первая из которых через базовый резистор подключена к эмиттер-базовому переходу первого транзистора соответствующего транзисторного ключевого элемента, а вторая из которых первым выводом через токоогра ничительный резистор подключена к базе, а вторым выводом через диод к коллектору второго транзистора соответствующего транзисторного клю чевого элемента. При этом введены (два дополнительные транзистора, каж дый из которых подключен параллельно соответствующему диоду таким образом, что эмиттер соединен с вторым, а база через дополнительный резистор - с первЕзМ выводом второй вторичной обмотки указанного выходн го трансформатора. На чертеже приведена схема стабилизированного источника питания/ Источник содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка которого имеет отвод от середины, два ключевых транзисторных элемента, пе вый из. которых состоит из транзисто ров 2 и 3, а второй - из транзистор 4 и 5, фильтр 6, нагрузку 7, блок управления ключами 8, на входы кото рого подается напряжение источника опорного напряжения 9, синхроимпуль сы узла синхронизации 10 и напряжение цепи обратной связи 11, узел согласования 12, на выходе которого включены трансформатор 13 с вторичными обмотками 14 и 15 и трансформа тор 16 с вторичными обмотками 17 и 18,базовый резистор 19, включенный последовательно с обмоткой 14, токо ограничительный резистор 20 и диод 21, включенные последовательно с обмоткой 15, транзистор 22, к базе которого подключен резистор 23, базовый резистор 24, включенный после довательно с обмоткой 17, токоограничительный резистор 25 и диод 26, включенные последовательно с обмоткой 18, транзистор 27, к базе которого подключен резистор 28. Стабилизированный источник питания работает следующим образом. В положительный полупериод входного напряжения блок управления 8 через узел согласования 12 и трансформатор 13 производит отпирание транзисторов 2 и 3, причем транзистор 2 работает в нормальном включении, а транзистор 3 - в инверсном включении, и через трансфор матор 1.6 запирание транзисторов 4 и 5. При этом, транзистор 2 отпирается при помощи базового тока, протекающего через обмотку 14, резистор 19,эмиттерный переход транзистора 2, а транзистор 3 отпирается при по мощи базового тока, протекающего через обмотку 15,, -резистор 20, коллекторный переход транзистора 3, открытый транзистор 22, который открывается базовым током через резистор 23. Положительное напряжение в.торичной полуобмотки через открытые транзисторы 2 и 3 и через фильтр 6 прикладывается к нагрузке 7. Стабилизация производится блоком управления. 8, например, методом широтноимпульсной модуляции путем изменения длительности открытого состояния транзисторов, причем схемы управления синхронизированы при помощи узла синхронизации 10 частотой входного напряжения. Для запирания транзисторов 2 и 3 напряж ение на обмотках 14и 15 меняет полярность и в течение времени рассасывания через эмиттерный переход транзистора 2 протекает импульс тока (активное запирание), а также через коллекторный переход транзистора 3, резистор 20, обмотку 15, диод 21 протекает импульс тока, вызывающий запирание транзистора 3. В отрицательный полупериод входного напряжения блок управления 8 через узел согласования 12 производит отпирание транзисторов 4 и 5 аналогично рассмотренному, причем транзистор 4 работает в нормальном включении, а транзистор 5 - в инверсном. Транзисторы 2 и 3 заперты, причем для отрицательного полупериода транзистор 2 включен инверсно, а транзистор 3 - нормально. Параллельное, соединение диод 21 - транзистор 22 служит для предотвращения протекания базового тока транзистора 3 в отрицательный полупериод, тем самымпредотвращается его отпирание. Таким образом, в предложенном стабилизированном источнике питания, при подаче управляющего сигнала на отпирание транзисторов ключевых элементов, базовый ток начинает протекать одновременно как через эмиттерный переход нормально.включенного транзистора, так и через коллекторный переход инверсно включенного транзистора. -Поэтому время включения транзисторного ключевого элемента определяется временем включения одного транзистора, а не суммой времен включения двух транзисторов, как в прототипе, т.е. уменьшаются динамические потери в ключевых элементах и повышается КПД. Использование предлагаемого технического решения по сравнению с известным позволяет уменьшить мощность потребления, а также уменьшить габариты и вес теплоотводящих радиаторов, что приводит к уменьшению металлоемкости и повьиаению производительности труда в процессе изготовления.

Формула изобретения

Стабилизированный источник питания по авт.св. №888090, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения динамических потерь в транзисторных ключевых элементах, указанные транзисторные ключевые элементы вьтолнены на двух встречно-последовательно включенных транзисторах, узел согласования выполнен с трансформаторным выходом, причем каждый из двух выходных трансформаторов узла согласования содержит две вторичные обмотки, первая из которых через базовый резистор подключена к эмиттербазовому первого транзистора соответствующего транзисторного

ключевого элемента, а вторая обмотка первым выводом через токоограничительный резистор подключена к базе, а вторым выводом через диод к коллектору второго транзистора соответствующего транзисторного ключевого элемента, при этом введены два дополнительных транзистора, каждый из которых подключен параллельно соответствующему диоду таким образом, что эмиттер соединен со вторым, а база через дополнительный резистор - с первым выводом второй вторичной обмотки указанного выходного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №888090, кл. G 05 F 1/56, 1979,