Источник питания

 

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий последовательно соединенные силовой понижающий трансформатор, выпрямитель , сглаживающий фильтр и силовой регулятор, подключенный управляющим входом к выходу блока сравнения, .первый вход которого через делитель выходного напряжения подключен к выходным выводам, источник опорного напряжения, вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД и улучшенил массогабаритных показателей, в него введены усилитель-ограничитель и низкочастотный фильтр, причем первый усилителя-ограничителя подключен к выходу сглаживающего фильтра, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход усилителя-ограничителя через, ниэкочастотный фильтр подключен к второму I входу блока сравнения. Од со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ!УБЛИН

3(я! С 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3597063/24-07 (22) 01.06.83 (46) 07.10.84. Бюл. 9 37 (72) С.В.Литвннский и Э.Я.Скегин (53) 62!.3!6.722.!(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 647672, кл. С 05 F !/58, 1976.

2. Проблемы миниатюризации и унификации ВКП РЭА. N., !979, 275 с. (54)(573 ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий последовательно соединенные силовой понижающий трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и силовой регулятор, подключенный управляющим входом к выходу блока сравнения, первый вход которого через делитель,Я0„„1117613 А выходного напряжения подключен к выходным выводам, источник опорного напряжения, вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и улучшения массогабаритных показателей, в него введены усилитель-ограничитель и низкочастотный фильтр, причем первый вход усилителя-ограничителя подключен к выходу сглаживающего фильтра, второй его вход соединен с вьа одом источника опорного напряжения, а выход усилителя-ограничителя через. низкочас тотный фильтр подключен к второму входу блока сравнения.

1117613 2

20 где 0

25 ь1 р1 1 +. EE,3g

I.J о, EI -1я

Из< бре-:åíèå относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам электропитания различных радиоэлектронных устройств на основе стабилизаторов напряжения.

Известны источники питания на основе стабилиз; горов напряжения постоянного тока с защитой, содержагцие регулирующий элемент, его блок

)правления и защиты (1) .

Однако такие с.табилизаторы имеют недостаточно высокий КПД и большие габариты охлаждакнцих радиаторов.Зто объясняется тем, что напряжение первичного источника питания в соотнетстнии с ГОСТ 19705-81 изменяется на + 57 от номинального значения, а

ЕПД э аких стабилизаторов Mo)KHQ определ..ть по формуле напряжение на выходе стабилизатора; минимально допустимое падение напряжения на регулирующем транзисто ре; ( соответственно минимальное и максимальное значение напряжения пер

E;II

Ц jI>z Ä,,„=-0,907, т. е. КПД стабилизатора снижается в 0,91 раза относительно Fãо ма ;симального значения.

Наиболее б.EHçêèì к предлагаемому является источник питания, содержащий последовательно соединенные силовой понижающий трансформатор, выг1рямитель, сглаживающий фильтр и силовой регулятор, подключенный управляющим входом к выходу блока сравнения, первый нход которого через делитель выходного напряжения подключен к выходным выводам t2j .

Недостатками источника питания являются невысокий КПД и большие габариты охлаждающего радиатора вследствие его соответствия требованиям по отклонению выходного напряжения.

Цель изобретения — повьпцение КПД и улучшение массогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается за счет того, что в источник питания содержащий последовательно соединенные силовой понижающий трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и силовой регулятор, подключенный управляющим нходом к выходу блока сран. нения, первый вход которого через делитель выходного напряжения подключен к выходным выводам, источник опорного напряжения, вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, введены усилитель-ограничитель и низкочастотный фильтр, причем первый вход усилителя-ограничителя подключен к ныходу сглаживающего фильтра, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход усилителя-ограничителя через низкочастотный фильтр подключен к второму входу блока сравнения.

На фиг.1 представлена структурная схема источника питания; на фиг.2 — передаточная характеристика усилителя-ограничителя; на фиг.3 варианты исполнения схем усилителяограничителя (а) и низкочастотного фильтра (b).

Источник питания содержит силовой понижающий трансформатор 1, выпрямитель 2, сглаживающий фильтр 3, силовой регулятор (регулирующий транзистор) 4, блок 5 сравнения, делитель 6 выходного напряжения, источник 7 опор— ного напряжения. В источник питания также введены усилитель-ограничитель

8 и низкочастотный фильтр 9. Первый вход усилителя-ограничителя соединен с выходом сглаживающего фильтра 3, а второй вход усилителя-ограничителя

8, определяющий уровень ограничения, соединен с выходом источника 7 опорного напряжения, выход же усилителяограничителя 8 через низкочастотный фильтр 9 подключен к второму входу блока 5 сравнения.

Источник питания работает следующим образом.

При подаче напряжения первичного источника на силовой понижающий трансформатор 1 напряжение ) с выхода выпрямителя 2 через сглаживающий фильтр 3 подается на вход силового регулятора 4, на вход опорного источника 7 и на первый вход усилителяограничителя 8, а на второй его входс выхода источника 7 опорного напрякения. Напряжение на этом Bxoge(UpEI) определяет уровень ограничения. Выходное напряжение(0 ын) усилителя! I 1761 3

U выи (2) è

0 вы рэ min

3 ограничителя 8 изменяется, как показано на фиг.2.

На первый вход блока 5 сравнения через делитель 6 выходного напряжения подается часть напряжения с вы5 хода источника питания, а выходное напряжение усилителя-ограничителя 8 через низкочастотный фильтр 9, имеющий коэффициент передачи по постоянному току, равный коэффициенту передачи делителя 6, поступает на второй вход блока 5 сравнения и при изменении напряжения первичного источника изменяется так, что падение напряжения ка силовом регуляторе (регулирующем транзисторе) 4 остается близким к минимально допустимой величине. Выходное напряжение источника лежит при этом в пределах допустимой нестабильности, которая обычно

20 задается в пределах 5-107 от номинального значения выходного напряжения источника.

При увеличении выходного напряже— ния выпрямителя 2 более величины 0 „

25 что может произойти, например, при сбросе тока нагрузки, напряжение, поступающее на второй вход блока 5 сравнения, не увеличивается из-за ограничения, уровень которого задается источником 7 опорного напряжения, и, следовательно, выходное напряжение источника не изменяется.

При таком построении схемы источника питания удается поддерживать минимально допустимое напряжение на 35 регулирующем транзисторе 4 источника питания, которое определяется наВряжением насыщения регулирующего транзистора 4 и амплитудой пульсации входного напряжения. Уменьшение на- 40 пряжения на регулирующем транзисто ре 4 влечет за собой повышение КПД источника питания и уменьшение габаритов охлаждающего радиатора, а следовательно, и самого источника пи- 45 тания. При этом КПД стабилизатора определяется по формуле

Дополнительным эффектом является плавное нарастание выходного напряже. ния источника при включении питания, что необходимо для ограничения тока через регулирующий транзистор при емкостном характере нагрузки в момент включения. Плавное нарастание выходного напряжения объясняется тем, что напряжение с выхода усилителя-ограничителя 8 подается ка второй вход блока 5 сравнения через низкочастотный фильтр 9.

В качестве усилителя-ограничителя может быть использован, например, операционный усилитель 10, включенный по схеме, приведенной на фиг.ЗД содержащей резисторы 11, 12 (1<, l,l<, 2)

Вход 1 усилителя-ограничителя 8 соединен с выводом положительного источника питания операционного усилителя 10, а вход 2 — с его неинвертирующим входом. Если напряжение на ннвертирующем входе усилителя 1О рав - 1 6ых доЦ и меньше fJ „,то выходной

Р+ 2

В транзистор операционного усилителя 10 насыщен,,и напряжение на выходе усили1 теля 10 следит за напряжением Ulled =U Ь,д

При увеличении Ц я, напряжение на выходе усилителя 10 растет до тех пор, пока не выполнится условие

U = U „ при дальнейшем росте tip

ЬХ,р напряжение на выходе усилителя 10 не изменяется и остается равным

= " вл (1+" R ) т e° . происходит ограничение, уровень которого задается напряжением на входе 2.

В качестве низкочастотного фильтра

9 может быть использована цепь, приведенная на фиг.3о, состоящая из резисторов 13 и 14 и конденсатора 15. Коэффициент передачи цепи по постоянному току выбирается равным коэффициенту передачи делителя

6 выходного напряжения.

В предлагаемом источнике питания уменьшены габариты и повышен КПД за счет уменьшения напряжения на силовом регуляторе (регулирующем транзисторе) источника питания до минимально допустимой величины.

Составитель Е,Калинкин

Техред Т.Фанта

Редактор Е,.Лушникова

Корректор В.Вутяга

Подпис ное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная, 4

Закаэ 72I9/32 Тираж 841

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5