Источник питания постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования и стабилизации напряжения постоянного тока пр построении источников питания электр и радиотехнических нагрузок различно ного назначения. Известен стабилизатор с вольтодобавочным устройством, содержащий силовой трансформатор и два выпрямителя. Один выпрямитель, диодный, обеспечивает основную долю выходного нап ряхчения, другой, тиристорный, - меньшую, регулируемую, долю напряжения. Суммарное напряжение обоих выпрямителей поступает на выход стабилизатора через LC-фильтр. Тиристоры управляются через систему обратной связи таким образом, что выходное напряжение поддерхсивается неизменным Си. Недостатком такого устройства является сравнительно большие масса .и габариты из-за наличия низкочастот ного силового трансформатора и сглаживающего фильтра. Наиболее близким к предлагаемог-iy по технической сущности устройству является преобразователь переменного напряжения низкой частоты в посг тоянное напряжение, который выполнен с каналом преобразования, через который проходит передача основной части энергии, и вольтодобавочным каналом, служащим для получения напряжения компенсации низкочастотной составляющей спектра. При таком структурном построении передача энергии происходит на повышенной частоте, что способствует уменьшению массы .. и габаритов силового трансформатораЧ21. К недостаткам известного технического решения следует отнести .сложность, обусловленную наличием сравнительно большого числа элементов (применяется два трансформатора, силовой и вольтодобавочный), а также достаточно высокие установленные мощности элементов, так как вольтодобавочный канал рассчитывается на напряжение сети. Цель изобретения -упрощение.устройства и уменьшение установленных мощностей его элементов. Поставленная цель достигается тем, что в источник питания постояннргс) напряжения, содержащий силовой трансформатор с первичной, и вторичной обмотками, два выпрямителя со сглаживающими фильтрами, один из которых

является основным, подключенным к нагрузке, а другой - вольтодобавочным, и блок управления, введены два преобразователя частоты, выходы которых соединены последовательно и подключены к первичной обмотке силового трансформатора, а входы соединены, соответственно одного с сетевыми зажимами, другого через вольтодобавочный выпрямитель с дополнительной вторичной обмоткой силового трансформатора, коэффициент тран«формации; которой равен отношению постоянной составляющей выпрямленного напряжения сети к его амплитудному значению.

На фиг. 1 приведена схема источника питания; на фиг. 2 - диаграммы напряжений.

Схема содержит силовой трансформатор 1, мостовые преобразовс1тели 2 и 3 частоты, выходной выпрямитель с фильтром 4 и блок 5 управления. Преобразователь 2 входными зажимами подключен непосредственно к сети, а один из выходных заясимов соединен с одним из выводов- первичной обмотки трансформатора 1. Преобразовав тель 3 входными зажимами подключен посредством выпрямителя с фильтром 6 к дополнительной обмотке трансформатора 1, а выходными зажимами к другому вЫводу первичной обмотки и зажиму преобразователя 2 соответственно.

Процесс преобразования сетевого синусоидального напряжения (фиг.2) и постоянное напряжение и,, протекает следующим образом.

При подаче напряжения Ug с частотой fg на преобразователь 2 на его выходе получают напряжение повышенной частоты f с синусоидальной огибающей U. Преобразователь 3 выполняет функцию вольтодобавочного регулятора. Он работает в режиме инвертирования выпрямленного напряжения с частотой f , получаемого на выходе выпрямителя со сглаживающим фильтром 6, и его выходное напряжение . (фиг. 2)- может либо складываться с выходным напряжением преобразователя 2, либо вычитаться из него в зависимости от фазы инвертирования. Кроме того, при соответствующем включении ключей преобразователя 3 возможен режим отключений вольтодобавочного устройства. При этом к первичной обмотке трансформатора 1 прикладывается напряжение с формой.

близкой к прямоугольной, которое j после выпрямителя (без сглаживания) имеет вид согласно Ug на фиг. 2. -Для получения сглаженного напряжения Ugj,, необходим конденсатор достаточно малой емкости, зависящей от частоты и качества преобразования. Блок 5 управления, связанный с выходом, формирует импульсьа включения ключей в такой последовательности,

чтобы выходное напряжение оставалось неизменным.

Предлагаемое техническое решение позволяет исключить вольтодобавочный трансформатор, что упрощает схему источника, с другой .стороны, выполнение дополнительной обмотки с коэффициентом трансформации равным отношению постоянной составляющей выпрямленного напряжения сети к его

амплитудному значению позволяет снизить напряжение питания вольтод обавочнЬго канала и соответственно снизить его установленную мощность.

Формула изобретения

Источник питания постоянного напряжения , содержащий силовой трансформатор с первичной и вторичной обмотками, два выпрямителя со сглахшвающими фильтрами, один.из которых является основным, подключенным к нагрузке, а другой - вольтодобавочным, и блок управления, отличающийс я тем, что, с целью упрощения и

уменьшения установленных мощностей. ,,элементов источника, в него введены два преобразователя частоты, выходы которых соединены последовательно

0 и подключены к первичной обмотке силового трансформатора, а входы соединены соответственно одного с . сетевы1 ш зажимами, другого через вольтодобавочный выпрямитель с дополнительной вторичной обмоткой силового трансформатора, коэффициент трансформации которой равен отношению постоянной составляющей выпрямленного напряжения сети к его амплитудQ ному значению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР , № 603064, кл. Н 02 М 1/14,. 1978.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2826083/24-07,

кл. Н 02 М 7/155, 1979.