Стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/06 G05F1/56 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания в устройствах автоматики, телемеханики, бортовой аппаратуре и т. д.

Известен стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий выпрямитель и транзисторный стабилизатор 1.

Недостаток этого источника питания - высокая пульсация тока на нагрузке, низкий КПД и незначительный диапазон стабилизации выходного напряжения.

Прототипом предлагаемого является стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий блок стабилизации выходного напряжения, включающий усилитель постоянного тока, схему сравнения и источник опорного напряжения, и соединенный через выход двухполупериодного мостового выпрямителя нагруженного конденсатором с силовым трансформатором 2.

Однако в таком преобразователе на выход, кроме тока постоянной составляющей, имеются и переменные составляющие. Снижение тока переменной составляющей

С помощью конденсатора, включенного на выход выпрямителя, позволяет использовать 8-10% мощности выпрямленного напряжения, что обусловливает низкий КПД. При увеличении тока нагрузки увеличивается амплитуда пульсации тока нагрузки. Это связано с тем, что увеличивается амплитуда TOka переменной составляющей на выходе выпрямителя и при определенном токе нагрузки сопротивление нагрузки становится меньше, чем сопротивление

10 емкости фильтрующего конденсатора для токов переменных составляющих.

Цель изобретения - повышение КПД и уменьшение величины пульсации тока при изменении величины нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что

15 в стабилизированном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем силовой трансформатор, первичная -обмотка которого соединена с входными выводами для подключения источ20ника переменного напряжения, а к вторичной подключен двухполупериодный мостовЬй выпрямитель, один из выходов которого подключен к первому выходному выводу, регулирующий транзистор, эмиттером

соединенный с вторым .выходным выводом, конденсатор, включенный параллельно В1ЯХОДНЫМ выводам и блок етабнлизации выходного наг1ряже1:ия, один вывод которого соединен с нервым выходным выводом, каждый из его трех других В1 1водов подключей к соответствующему электроду регулирующего транзистора, силовой трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой и дополнительно введен последовательный феррорезонансный делитель частоты на два, выполненный на двух трансформаторах насыщения, каждый из которых содержит первичную, вторичную.и дополннтель ную вторичную обмотки, и двух линейных конденсаторах, причем первичные обмотки этих трансформаторов соединены последовательно и через первый из линейных конденсаторов подключены к выходу двухнолупериодного мостового выпрямителя, их вторичные обмотки соединены последовательно встречно и включены между общей точкой соединения первого линейного конденсатора и одним из выходов указанного выпрямителя и коллектором регулирующего транзистора, а их дополнительные вторичные обмотки соединены последовательно и через второй линейный конденсатор подключены к дополнительной вторичной обмотке силового трансформатора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизированного преобразователя переменного напряжения в постоянное, который содержит силовой трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 2, питаемую от источника напряжения синусоидальной формы с частотой , вторичная обмотка 3 подключена к двухполупериодному мостовому выпрямителю 4, к выходу последнего подключен последовательный феррорезонансный делитель частоты на два, состоящий из последовательновключенноголинейногоконденсатора 5 с последовательно включенными первичными обмотками 6 и 7, трансформаторов 8 и 9 насыщения, вторичные обмотки 10 и 11 последних соединены между собой (по отнощению к первичным обмоткам) последовательно-встречно. Конец обмотки 10 трансформатора 8 подключеп к положительному потенциалу выпрямителя 4, а конец обмотки 11 трансформатора - к коллектору регулирующего транзистора 12 и блоку 13 стабилизации выходного напряжения 13. Дополнительные вторичные обмотки 14 и 15 трансформаторов 8и 9 насыщения соединены между собой последовательно согласно (относительно, первичных обмоток 6 и 7) и подключены через линейный конденсатор 16 к дополнительной вторичйой ббмотке 17 силового трансформатора К нагрузке 18 параллельно подключен конденсатор 19, один конец которого соединяется с эмиттером регулирующего транзистора 12 и блоком 13, а другой конец - с отрицательным потенциалом выпрямителя 4. База регулирующего транзистора 12 подключена к выходу усилителя постоянного тока, находящегося в блоке 13.

Стабилизированный преобразователь работает следующим образо.м.

При подключении первичной обмотки 2 трансформатора 1 к источнику напряжения синусоидальной фор.мы с частотой , после выпрямления напряжения на двухполупериодно.м мостово.м выпрямителе 4, подключенном к вторичной обмотке 3 того же трансформатора, па выходе выпрямителя кроме напряжения постоянной составляющей появляется и напряжение переменного тока с частотой 2cJ, вследствие чего в феррорезонансном колебательном контуре с подмагничиванием (в качестве обмоток подмагничивания использованы вторичные обмотки 10 и 11) возбуждается автопараметрическое колебание с делением частоты на два, равное частоте приложенного напряжения к обмотке 2 трансформатора 1. Выходное напряжение, индуктированное дополнительными вторичны.ми об.мотками 14 и 15 делителя частоты, через фазосдвигающий линейный конденсатор 16, обеспечивающий синфазность выходного напряжения делителя частоты с напряжением сети, питает дополнительную вторичную обмотку 17 трансформатора 1. Передача мощности от делителя частоты в силовой трансформатор обеспечивается в связи с завыщенностью амплитуды выходного напряжения делителя частоты по сравнению с напряжением на об.мотке 17 трансформатора 1 индуктированной первичной обмоткой 2. Напряжение постоянной составляющей через обмотки 10 и 11 трансформаторов 8 и 9, где напряжение переменного тока взаимно компенсируется за счет встречного включения их, питает нагрузку 18 через регулирующий транзистор 12, при этом автоматическое поддержание стабильности напряжения на нагрузке обеспечивается за счет автоматического регулирования тока в цепи базы транзистора 12 усилителем постоянного тока, входящего в состав блока 13. Возникщее пульсирующее напряжение на нагрузке фильтруется с помощью конденсатора 19.

При увеличении потребляе.мой мощности нагрузки возрастают постоянный и переменный составляющие токи на выходе выпрямителя, соответственно возрастает потребляемый ток феррорезонансного делителя частоты, благодаря чему амплитуда пульсации в цепи коллектора (соответственно и на нагрузке 18) регулирующего транзистора 12 остается постоянным.

В данном преобразователе за счет выделения тока второй гармоники из выпрямленного напряжения и возврат этой .мощности в силовой трансформатор 1 уменьщается по