Многоканальный источник постоянного напряжения

 

-:7

А.И. С вободянюк, С .А. Керцма н, А.@.. Кусев; :г

И.Ф. Пельтек и Г.В. Дыдыфо

Г т "(72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИС ТОЧНИК ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания, автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно входной фильтр, импульсный стабилизатор и преобразователь с силовым трансформатором, каждый из выходов которого через соответствующий выпрямитель с фильтром соединен с выходными выводами и входом блока управления преобразователем с выходным тран< форматоРом11).

Его недостатком является наличие входного импульсного стабилизатора и, как следствие, ухудшение динамических характеристик из-за необходи- 2о мости применения на его выходе фильт. ра, а также низкая стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является MH()гоканальный источник постоянного напряжения, содержащий входной выпрямитель со сглаживающим фильтром, регулируемый инвертор, трансформатор, четыре выходных канала, один из которых охвачен обратной связью, поступающей на систему управления регулируемого инвертора, работающего по принципу широтно-импульсной модуляции, один нестабилиэированный канал и два канала, стабилизация в которых .осуществляется импульсными стабилизатора" ми t 2».

Его недостатками являются низкие массогабаритные и динамические показателии, обусловленные наличием больших С фильтров.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных и динамических покаэате" лей источника.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный источник постоЭ 1001 янного напряжения, содержащий последовательно соединенные входной выпрямитель, сглаживающий фильтр, инвертор, трансформатор, первичные обмотки которого подключены к выходу инвертора, а вторичные обмотки — к соответствующим выходам источника, причем одна из вторичных обмоток соединена с входным выпрямителем основного канала, выходные фильтры, введено М переключающих узлов, выходными выводами последовательно соединенные между собой и с ключами инвертора, а входами - с введенным блоком управления переключающих узлов, вход которого соединен с выходом выпрямителя основного канала, стабилизированные выпрямители, входы которых подключены к соответствующим вторичным выходным обмоткам трансформатора, а выходы - к соответствую- . щим выходным фильтрам.

Переключающие узлы выполнены на уп" равляемом ключе и диоде, первые электроды которых соединены с первым выхо" дом, вторые электроды соединены через введенную дополнительную обмотку трансформатора, причем второй выходной вывод переключающего узла соединен с вторым электродом управляющего ключа или диода.

343

На фиг. 1 представлена блок-схема многоканального источника питания; на фиг. 2 и 3 - варианты включения переключающих узлов в инвертор.

Ино:.-оканальный источник питания содержит входной выпрямитель l, к вы- З ходу которого через сглаживающий фильтр 2 подключен инвертор 3, одна иэ вторичных обмоток трансформатора 4 которого подключена к входу вы" прямителя основного канала 5, другие о вторичные обмотки подключены к входам стабилизированных выпрямителей 6, переключающие узлы 7 подключены к инвертору 3, блок 8 управления с переключающими узлами 7, выходные фильтры 9, 5 а переключающий узел 7 содержит управляемый ключ 10 и диод 11, соединенные электродами между собой и через дополнительную обмотку 12 трансформатора 4, переключающие узлы 7 соединены 50 последовательно между собой и с ключами 13 и 14 инвертора 3.

Источник питания работает следующим образом.

Входное переменное напряжение вы- 55 прямляется при помощи входного выпрямителя 1 сглаживается фильтром 2 и преобразовывается в высокочастотное

058 ф переменное напряжение необходимых уровней при помощи инвертора 3 и трансформатора 4, которое затем выпрямляется п4 и помощи выпрямителя основного канала и стабилизированных выпрямителей 6, сглаживается фильтрами 9 и поступает на выходы. Стабилизация напряжения на нагрузке основного канала обеспечивается при помощи блока 8 управления, который через переключающее устройство 7 подключает необходимую комбинацию дополнительных обмоток 1, тем самым изменяет коэффициент трансформации между первичной и вторичной обмотками таким образом, чтобы напряжение на выходе основного канала оставалось неизменным, Напряжение на выходе дополнительных каналов стабилизируется при помо щи стабилизированных выпрямителей 6.

На фиг. 2 приведена принципиальная схема инвертора 3 с переключающими узлами 7. Переключающие узлы 7 выполнены на управляемом ключе 10 и диоде 11, первые из электродов ключа 10 и диода l l объединены в общую точку, образующую первый подсоединительный вывод. а другие электроды соединены между собой через дополнительную обмотку 12 трансформатора 4, причем точка соеди= нения дополнительной обмотки 12 и ключа !0 образует второй подсоединительный вывод. Все переключающие узлы 7 через подсоединительные выводы соединены последовательно между собой и с ключами 13, 14 стойки инвертора причем к выходу инвертора 3 подключена первичная обмотка трансформатора 4.

Транзисторы 13 и 14 инвертора открываются поочередно, тем самым к первичной обмотке трансформатора 4 прикладывается переменное напряжение.

Если ключи 10 заперты, ток первичной обмотки замь4кается через диоды 11 и дополнительные обмотки 12, включенные согласно с первично" обмоткой, При этом действующее значение напряжения на выходе инвертора минимально. При включении ключа 10 какого-либо переключающего узла к диоду 11 прикладывается напряжение запирающей полярности и соответствующая дополнительная обмотка I2 исключается иэ работы, что приводит к изменению действующего коэффициента трансформации .

В зависимости от входного напряжения и тока нагрузки переключается такая комбинация дополнительных обмоток, 5 10010 чтобы напряжение на выходе оставалось неизменным.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема инвертора с переключающими узлами. S

Переключающие устройства 7 выполнены на диоде 11 и управляемом ключе 10, одни из электродов ключа 10 и диода 11 объединены в общую точку, образующую первый подсоединительный вывод, а дру.ip гие электроды соединены между собой через дополнительную обмотку 12 трансформатора 4, причем точка соединения дополнительной обмотки 12 и диода ll образует второй подсоединительный вы- )S вод. Все переключающие узлы 7 через подсоединительные выводы соединены последовательно между собой и с транзисторами 13 и 14 стойки инвертора 3.

Транзисторы 13 и 14 открываются пооче-gp редно, тем самым к первичной обмотке трансформатора.4 прикладывается переменное напряжение. Если ключи 10 за перты, ток первичной обмотки замыкается через диоды 11. При этом действующее значение напряжения на выходе инвертора минимально. При включении ключа 10 какого-либо переключающего узла 7, ток первичной обмотки замыкается через ключ 10 и дополнительную обмотку 12, включенную встречно первичной обмотке. При этом к диоду 11 прикладывается запирающее напряжение, коэффициент трансформации изменяется.

В зависиМости от входного напряжения и тока нагрузки подключается такая комбинация дополнительных обмоток, чтобы напряжение на выходе оставалось неизменным.

В отличие от прототипа, напряжение на выходе инвертора не имеет паузы в нуле, что позволяет исключить фильтр на выходе выпрямителя основного канала. Кроме того, для дополнительных

45 каналов инвертор с переключающими узлами выполняет функцию предварительно.

ro стабилизатора, что позволяет значительно уменьшить паузу в нуле напряжения на выходе стабилизированных выпрямителей и дает воэможность умень® шить массу и габариты выходных фильт ров 9;

58 6

Исключение выходного фильтра в основном канале и уменьшение выходных фильтров дополнительных каналов приводит к улучшению динамических свойств многоканального источника питания.

Формула изобретения

1. Многоканальный источник посто" янного напряжения, содержащий последовательно соединенные входной выпрямитель, сглаживающий фильтр, инвертор, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу инвертора, а вторичные ббмотки подключены к соответствующим выходам источника, причем одна из вторичных обмоток соединена с входом выпрямителя основного канала, выходные фильтры, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных и динамических показателей, в него введено М переключающих узлов, выходными выводами последовательно соединенные между собой и с ключами инвертора, а входами - с введенным блоком управления переключающих узлов, вход которого соединен с выходом выпрямителя основного канала, стабилизированные выпрямители, входы которых подключены к соответствую,щим вторичным обмоткам трансформатора, а выходы — к соответствующим выходным фильтрам.

2. Источник постоянного напряжения по и. 1, отличающийся тем, что переключающие узлы выполнены на управляемом ключе и диоде, первые электроды которых соединены с первым выходом, вторые электроды соединены через введенную дополнительную обмотку трансформатора, причем второй выходной вывод переключающего узла соединен с вторым электродом управляемо" го ключа или диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 635"75, кл. G 05 F 1/56, 1976.

2. Hewlett Packard Journal, July, 1979, с. 26, рис. 2. 1 001058

1001058

1001058

ВНИИПИ Заказ 1394/54 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент, с. Ужгород, ул. Проектная,