Источник питания постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/64 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных радиоустройств.

Известен источник питания постоянного напряжения, содержащий трансформатор, выпрямитель/ регулирующий транзистор, выходной фильтр, цепь управления генератором, генератору цепь управления шириной импульсов, широтно-импульсный модулятор,модулятор, пусковую цепь и датчик перегрузки 1. .

Недостатками данной cxeNM является наличие низкочастотного трансформатора, что увеличивает габариты и массу устройства; в момент включения источника питания регулирующий транзистор работает с минимальной скважностью, что приводит к его токовым перегруз каМ; схема требует применения цепи управления генератором.

Известен также источник питания постоянного напряжения, содержащий выпрямитель с фильтром, выходом соединенный с входом задающего генератора, выходом соединённого с одним из входов широтно-импульсного модулятора, выход котброго соединен с входом конвертора, выход которого подключен через резисторный делитель

напряжения с одним из входов усилителя постоянного тока, другой вход которого соединен с узлом эталонного напряжения, и цепи питания - с вспомогательным узлом питания 2.

Однако в момент включения источника питания транзисторы конвертора работают с минимешьной скважностью, что приводит к их токовым перегрузкам и тем caNBbiM может привести, к выходу транзисторов из строя.

Наличие токовых перегрузок требует запас по мощности источника первичного электропитания, особенно при одновременном запуске нескольких источников.

Цель изобретения - повьтшение надежности функционирования источника питания постоянного напряжения и

20 снижение расчетной мощности источника первичного электропитания за счет исключения .токовых перегрузок в момент- включения источника питания . V

25

Поставленная цель достигается тем, что в ИСТОЧНИК питания постоянного напряжения, содержащий выпрямитель с фильтром, выходом соединенный с транзисторным инвертором,преобразующим вы30прямленное напряжение в напряжение прямоугольной Формы,входом соединенным выходом широтно-ймпульсного модулято выходом через разделительный тра сформатор - с выпрямителем и фильтром выход которого соединен с одним из входов широтно-импульсного модулятор к другому входу которого подключен выход задающего генератора, введен узел плавного запуска, подключенный к выходу усилителя постоянного тока umpOTHo-импульсного модулятора и включающий в себя транзистор, три резистора, конденсатор и диод, причем первый резистор соединен со сто ком транзистора, затвор .которого со единен с вторым резистором и конден сатором, дру.ие выводы второго резистора и конденсатора соединены с истоком транзистора, общая точка затвора транзистора, второго резистора и конденсатора соединена с тре тьим резистором, другой вывод котор го соединен с анодом диода, катод ди ода и общая точка источника транзис тора, второго резистора и конденсатора соединены с вторичной -обмоткой задающего генератора. На чертеже представленая функциональная схема, источника питания постоянного напряжения. Источник питания постоянного напряжения состоит Й.З выпрямителя 1 с фильтром 2, подключенного к сети, выход выпрямителя соединен с транзисторным инвертором 3, который через разделительный трансформатор соединён с выпрямителем 4 и фильтром 5 Выход фильтра 5 подключен к регисторному делителю 6, средняя точка которого соединена с одним из входов усилителя 7 постоянного тока, второй вход усилителя постоянного тока соединен с выходом источника 8 эталонного напряжения. Выход усилителя 7 постоянного тока подключен к одному из входов компаратора 9, другой вход компаратора соединен с выходом генератора пилообразного напряжения 10, вход которого соединен с выходом задающего генератора 11. Выход компаратора соединен с: входом формирователя импульсов 12, выход которого соединен с входом транзисторного инвертора 3. К сети подключен разделительный трансформатор 13, к вторично обмотке которого подключены выпрямитель 14 со стабилизатором 15, напряжение питания которого подается на блоки 8-12. К выходу усилителя 7 постоянного тока подключен узел 16 плавного запуска,- состоявши из первого резистора 17, соединенного с выходом блока 7, другой конец которого соединен со стоком транзистора 18, затвор которого соединен со вторым резистором 19 и конденсатором 20, другие концы которых соединены с истоком транзистора 18, Общая точка затвора транзистора 18, второго резистора 19 и конденсатора 20 соединена с третьим резистором 21, другой конец-которого соединен с анодом диода 22. Катод диода 22 и общая точка истока транзистора 18, резистора 19 и; конденсатора 20 соединены со вторичной обмоткой задающего генератора 11. Источник питания постоянного напряжения работает следующим образом. Выпрямитель 1 преобразует переменное напряжение сети в постоянное, с выхода фильтра 2 сглаженное напряжение поступает н.а транзИ.сторный.инвертор 3, где преобразуется в переменное напряжения прямоугольной формы повышенной частоты, которое через разделительный трансформатор поступает на выпрямитель 4 и сглаживается фильтром 5. С выхода фильтра 5 напряжение подается на резисторный делитель 6, с выхода которого напряжение обратной связи поступает на инвертирую.щий вход усилителя 7 постоянного тока. Неинвертирующий вход, усилителя 7 подключен к источнику эталонного напряжения 8. С выхода усилителя 7 напряжение поступает на одй из входов компаратора 9, где сравнивается с пилообразным напряжением генератора 10, который запускается импульсами задающего генератора 11, представляющего собой блокинг-генератор. Формирователь импульсов 12 образует из импульсного напряжения компаратора 9 две Импульсные последовательности, необходимые для управления транзисторами инвертора 3,гальванически развязанные от сети. Для питания узлов широтно-импульсно.го модулятора служат трансформатор 13 с выпрямителем 14-и стабилизатор 15. Одна из вторичных обмоток задающего генератора 11 включена на вход узла 16 плавного запуска. Бросок через транзисторы инвертора 3 при включении источника питания объясняется большой постоянной -времени фильтра 5, из-за чего, напряжение обратной связи на входе усилителя 7 нарастает до номинального значения через некоторое время, напряжение же на другом входе усилителя 7 появляется почти сразу после включения. Таким образом за время, определяемое постоянной времени фильтра.5, усилитель выдает максимальное напряжение, что определяет максимальную ширину импульсов на выходе формирования импульсов 12 . и, соответственно, .максимальное время нахождения транзисторов инвертора 3 в открытом состоянии. Транзистор 18 узла плавного запуска 1$ в момент включения имеет минимальное сопротивление и шунтирует выход усилителя постоянного тока 7,. что определяет минимальную ширину

ИМПУЛЬСОВ управления на выходе формирователя импульсов 12 и,следовательно, практически нулевой ток через транзисторы инвертора 3.

По мере заряда конденсатора 20через резистор 21 транзистор 18 закрывается и напряжение на выходе усилителя 7 увеличивается, соответственно увеличивается и ширина импульсов управления на выходе 12, вплоть до вых-ода источника питания на номинальный рехшм работы.

Дпя правильной работы источника питания постоянная времени, определяемая резистором 21 и конденсатором 20, должна быть больше постоянной времени фильтра 5. После заряда конденсатора 20 транзистор 18 полностью закрывается и узел 16 плавного запуска не влияет на режим работы источника питания.

Таким образом, .введение транзистора 18, резисторов 17,19 и 21,конденсатора 20 и диода 22 обеспечивает исключение бросков тока через транзисторы инвертора 3 при включении источника питания в сеть, что повЕвдает надежность устройства.

Формула изобретения

Источник питания постоянного напряжения, содержащий выпрямитель с фильтром, .выходом соединенный с транзисторным инвертором, преобразующим выпрямленное напряжение в напряжение прямоугольной формл, входом соединенным с выходом широтноимпульсного модулятора, а выходом через разделительный трансформатор с выпрякмтелем и фильтром, выход которого соединен с одним из входов широтно-импульсного модулятора, к другому входу которого подключен выход задающего генератора, о т л и V а ю m и и с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования источника питания и снижения

0 расчетной мощности источника первичного электропитания за счет исключения токовых перегрузок в момент включения источника питания, к выходу усилителя постоянного тока широтно-импульсного модулятора подключен узел плавного запуска, включающий в себя транзистор, три резистора, конденсатор и диод, причем первый резистор соединен со

0 стоком транзистора, затвор которого соединен со вторым резистором и конденсатором, другие выводы .второго резистора и конденсатора соедине-. ны с истоком транзистора, общая точка затвора транзистора, второго резистсчра и конденсатора соединена с третьим резистором, другой вывод которого соединен с анодом диода, катод диода и общая точка истока транзисQ тора, второго резистора и конденсатора соединены со вторичной обмоткой задающего генератора.

Источники/ информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3733540, кл.321-17,

5 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 609115., кл.С 05. F 1/64, 1976..