Стабилизированный источник питания

 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с одним средним и с п (п 1,2, 3...) парами симметричных выводов , основные и вспомогательные выпрямители , стабилизатор с последовательным регулируюш ,им транзистором и цепью обратной связи с опорным элементом, дополнительные транзисторы, базы которых подключены с выходами схем управления, а их одни силовые электроды подключены к выходам вспомогательных выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введен компенсирующий трансформатор с (п-1) парами первичных обмоток , каждая из которых включена в цепь вспомогательных выпрямителей, а каждая из вторичных обмоток включена в цепь основных выпрямителей, причем другие силовые электроды дополнительных транзисторов соединены непосредственно со средним выводом силового трансформатора и общей питающей щиной. (Л 4; со 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5!) G 05 F 1/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3466134/24-07 (22) 09.07,82 (46) 23.10.83. Бюл. № 39 (72) А. Б. Носко и Г. В. Бейдин (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 296029, кл. G 05 F 1)56, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 418847, кл. G 05 F 1)64, 1972. (54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с одним средним и с п (n = 1, 2, 3...) парами симметричных выво-. дов, основные и вспомогательные выпрямители, стабилизатор с последовательным ре„„SU„„1049873 А гулирующим транзистором и цепью обратной связи с опорным элементом, дополнительные транзисторы, базы которых подключены с выходами схем управления, а их одни силовые электроды подключены к выходам вспомогательных выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью повышения

КПД, в него введен компенсирующий трансформатор с (и — 1) парами первичных обмоток, каждая из которых включена в цепь вспомогательных выпрямчтелей, а каждая из вторичных обмоток включена в цепь основных выпрямителей, причем другие силовые электроды дополнительных транзисторов соединены непосредственно со средним выводом силового трансформатора и общей питающей шиной.

1049873

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам электропитания аппаратуры, и может быть использовано в устройствах стабилизации выпрямленногонапряжения.

Известны стабилизированные источники питания, используемые для стабилизации выпрямленного напряжения, содержащие трансформатор, по крайней мере, с двумя выходными обмотками, выпрямители, стабилизатор напряжения с двумя или более последовательно включенными регулирующими транзисторами и схему управления. Данные устройства работают таким образом, что в зависимости от величины питающего напряжения один из трансформаторов стабилизатора является регулирующим, а остальные заперты или находятся в состоянии насыщения (1) .

Недостатком таких схем является наличие в силовой цепи стабилизатора, по крайней мере, двух последовательно включенных транзисторов (или диода и транзистора) .

Это требует увеличения минимального питающего напряжения на входе стабилизатора, что снижает КПД источника питания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизированный источник питания для микроэлектронной аппаратуры, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с одним средним и с п(п =3, 5, 7...) парами симметричных выводов, выпрямители, делитель выпрямленного напряжения и стабилизатор с последовательным регулирую-. щим транзистором и цепью обратной связи с опорным элементом. К каждой паре симметричных выводов трансформатора подключена своими входами пара выпрямителей.

Выход пары выпрямителей, расположенной ближе к среднему выводу трансформатора, соединен с питающим зажимом регулирующего транзистора непосредственно, а выходы каждой из остальных (n — 1) пар выпрямителей через силовые электроды дополнительных транзисторов, базы которых подключены к выходам усилителей — инверторов (схемы управления), одни входы которых подсоединены к разнопотенциальным точкам делителя выпрямленного напряжения, другие — к опорному элементу, причем уси лители соединены между собой по схеме

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а средний вывод трансформатора подключен к общему питающему зажиму (2).

Недостатком известного источника питания является уменьшение его КПД вследствие выделения на дополнительных транзисторах избыточной мощности рассеивания.

Кроме того, для поддержания дополнительных транзисторов в насыщенном состоянии необходима "равнительно мощная схема

3 управления, что также ухудшает энергетические характеристики стабилизатора.

Цель изобретения — повышение КПД стабилизированного источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный источник питания, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с одним средним и с и (и = 1, 2, 3...) парами симметричных выводов, основные и вспомо- гательные выпрямители, стабилизатор с последовательным регулирующим транзистором и цепью .обратной связи с опорным элементом, дополнительные транзисторы, базы которых подключены к выходам схем управления, а их одни силовые электроды подключены к выходам вспомогательных выпрямителей, введен компенсирующий трансформатор с и — 1 парами первичных обмоток, каждая из которых включена в цепь вспомогательных выпрямителей, а каждая из вторичных обмоток включена в цепь основных выпрямителей, причем другие электроды дополнительных транзисторов соединены непосредственно со средним выводом силового трансформатора и общей питающей шиной.

- Введение компенсирующего трансформатора позволяет путем выбора соответствующего коэффициента трансформации уменьшить коллекторный ток дополнительных транзисторов, и напряжение насыщения. Кроме того, снижаются затраты мощности на управление дополнительными транзисторами, в результате чего КПД стабилизированного источника питания повышается на 7 — 12 /о.

На чертеже представлена электрическая схема стабилизированного источника питания.

Источник питания содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка котооого выполнена с одним средним и с п (п = 2, 2, 3...) парами симметричных выводов, основные 2 и вспомогательные 3 выпрямители, стабилизатор с последовательным регулирующим транзистором 4 и цепью обратной связи с опорным элементом 5, дополнительные транзисторы 6, базы которых подключены к выходам схем 7 управления, например усилителей инверторов, а их одни силовые электроды подключены к выходам вспомбгательных выпрямителей 3, компенсирующий трансформатор 8 с и — 1 парами первичных обмоток 9, каждая из которых включена в цепь вспомогательных выпрямителей 3, а каждая из вторичных обмоток

10 включена в цепь основного выпрямителя 2, причем другие силовые электроды дополнительных транзисторов 6 соединены не посредственно со средним выводом силового трансформатора 1 и общей шиной питания.

Устройство работает следующим образом, При минимальном переменном напряжении на входе трансформатора 1 дополни49873

3 тельные транзисторы 6, выполняющие функцию, ключей, открыты сигналами со схем 7 управления. При этом на первичные обмотки 9 трансформатора 8 поступает переменное напряжение с п — 1 пар выводов вторичной обмотки трансформатора 1. Полярность напряжения на обмотках трансформаторов

1 и 8 показана на чертеже. Все первичные обмотки 9 трансформатора 8 имеют одинаковое число витков, поэтому величина напряжения на всех обмотках 9 будет одинакова и равна напряжению, приложенному к той обмотке, которая включена в цепь вспомогательного выпрямителя 3, имеющего наибольшее входное напряжение. Это приведет к запиранию всех остальных вспомогательных выпрямителей, имеющих меньшую амплитуду входного напряжения.

На вторичной обмотке 10 трансформатора 8 наводится переменное напряжение, амплитуда которого определяется соотношением витков обмоток 9 и 10 и которое увеличивает величину напряжения на входе основного выпрямителя 2, обеспечивая рабо тоспособность стабилизатора при минимальном напряжении на регулирующем транзисторе 4. С увеличением напряжения на

4 трансформаторе 1 соответствующая схема управления 7 запирает дополнительный транзистор 6, подключенный к вспомогательному выпрямителю 3, имеющему наибольшее напряжение, в результате чего осуществляется переход от выпрямителя с более высоким напряжением к выпрямителю с более низким. При уменьшении напряжения питания происходит обратный переход от выпрямителей с более низким напряжением

1р к выпрямителю с более высоким напряжением, поддерживая напряжение на регулирующем транзисторе 4 неизменным с точностью дискрета. Переключение схем 7 управления производится -по смещению, получаемому от сравнения напряжения, изменя15 ющегося пропорционально напряжению питания и с величиной опорного элемента 5 стабилизатора.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает повышение КПД на 7 — 12о/р за счет уменьшения в 5 — 10 раз (в зависимости от выбранного коэффициента трансформации обмоток компенсирующего трансформатора) коллекторного тока и напряжения насыщения дополнительных трансформаторов и снижения затрат мощности на управление указанными транзисторами.

Составитель Н. Ворновипкая

Редактор Т. Киселева Техред И. Верес Корректор А Зимокосов

Заказ 8424/44 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н от крытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4