Стабилизированный источник постоянного напряжения

 

СТАБШШЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий линейный стабилизатор, датчики верхнего и нижнего уровней напряжения , выпрямитель, один из выходов которого подключен к входному выво-ду источника, а второй через линейный стабилизатор - к выходному выводу, задающий генератор и N преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из инвертора с узлом запуска и выходкого трансформатора, имеющего выходную обмотку и дополнительную обмотку, зашунтированную ключом , отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД при одновременном снижении массы и габаритов , в него введены N/2 последовательно включенных -реверсивных счетчиков , где N 2,4,6..., при этом выходы счетчиков подключены к узлам запуска инверторов соответствующих преобразовательных ячеек и к входам соответствующих ключей, счетный вход первого счетчика соединен с выходом задающего генератора, выходы датчиков верхнего и нижнего уровней подключены к определякнцим направление (/) счета входам реверсивных счетчиков, входы датчиков подключены параллельно регулируияцему элементу линейного стабилизатора, а выходные обмотки трансформаторов преобразовательных ячеек соединены последовательно между собой и подключены к входу выпрямителя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

y(g)) G 05 F ) /56 и,;,ц 11ИИ01Б1(Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3615135/24-07 (22) 08.07.83 (46) 23.06.85. Бюл. № 23 (72) И.Н.Троян (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. И., "Советское радио",1980, с, 189, 190, рис. 6.11.

Авторское свидетельство СССР № 583416, кл . С 05 F 1/56, 1977., Авторское свидетельство СССР № 773599, кл. G 05 F 1/56, 1980 (54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННЬЙ ИСТОЧНИК

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий линейный стабилизатор, датчики верхнего и нижнего уровней напряжения, выпрямитель, один из выходов которого подключен к входному выво-. ду источника, а второй через линейный стабилизатор — к выходному выводу, задающий генератор и 11 преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из инвертора с узлом

„„Я0„„11 3316 А запуска и выходного трансформатора, имеющего выходную обмотку и дополнительную обмотку, зашунтированную ключом, отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД при одновременном снижении массы и габаритов, в него введены Й /2 последовательно включенных .реверсивных счетчиков, где К = 2,4,6..., при этом выходы счетчиков подключены к узлам запуска инверторов соответствующих преобразовательных ячеек и к входам соответствующих ключей, счетный вход первого счетчика соединен с выходом задающего генератора, выходы датчиков верхнего и нижнего уровней подключены к определяющим направление счета входам реверсивных счетчиков, входы датчиков подключены параллельно регулирующему элементу линейного стабилизатора, а выходные обмотки трансформаторов преобразовательных ячеек соединены последовательно межну собой и подключены к входу выпрямителя.

1 !163316 2

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания различных радиотехнических устройств. 5

Цель изобретения — повышение КПД при одновременном снижении массы и габаритов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого стабилизированного источника постоянного напряжения, Источник содержит задающий гене-, ратор 1, 11 преобразовательных ячеек 2.1 - 2.N, каждая из которых состоит из преобразователя " узлом 3 15 запуска, ключа 4, трансформатора 5 с выходной 6 и дополнительной 7 обмотками, выпрямитель 8,.линейный стабили затор 9, датчик 10 нижнего уровня, датчик 11 верхнего урозня 11 и N/2 ре-2О версивных счетчиков 12.

Реверсивные счетчики включены последовательно один с другим, счетный вход первого счетчика соединен с вы- 25 ходом задающего генератора 1. Направление счета счетчиков определяется датчиками 10 и 11, выходы которых подключены к определяющим направление счета входам упомянутых счетчи- ЗО ков, а входы — параллельно регулирующему элементу стабилизатора 9. Выходы счетчиков соединены с входами узлов

3 запуска преобразователей и входами ключей 4 соответствующих преобразовательных ячеек. Ключи 4 шунтируют дополнительные обмотки 7 трансформаторов преобразовательных ячеек. Выходные обмотки 6 трансформаторов преобразовательных ячеек 2 включены 40 последовательно между собой и нагружены на выпрямитель 8, который одним выходом подключен по входному выводу, а другим — через линейный стабилизатор 9 к выход>|ому выводу устройства. Напряжения на выходных обмотках 6 трансформаторов преобразователей относятся между собой как

>>-(1:2:4...:2

Устройство работает следующим 50 образом.

При подаче напряжения сети, оно складываясь с выпрямленным напряжением преобразовательных ячеек .2, поступает на вход линейного стабили- 55 затора 9 (ц «). Последний понижает его напряжение до величины U>>»«. При этом на регулирующем элементе стабилизатора падает напряжение

»х

При а 11, меньшем напряжения нижнего уровня Б„„,„, определяемого датчиком 10, на выходе последнего появляется напряжение, которое поступает на входы датчиков 12, определяющие прямое направление счета, при напряжении аЦ, большем напряжения верхнего уровня U „„, определяемого датчиком 11, на вйходе последнего появляется напряжение, поступающее на входы счетчиков 12, определяющие обратНое направл:.ние счета.

Если напряжение а U лежит в пределах >>»>>,>„„- U>» 1>q на выходах датчиков 10 и 11 напряжение равно нулю и состояние счетчиков остается неиэменным.

При наличии логического "0" на выходе реверсивного счетчика, а следовательно, и на входе узла запуска пре,образователя соответствующей преобразовательной ячейки напряжение на выходе ячейки равно нулю (ячейка не работает, При этом ключ, шунтирующий дополнительную обмотку трансформатора данной ячейки, находится в открытом состоянии, благодаря чему исключается падение напряжения на выходной обмотке трансформатора данной ячейки при прохождении через обмотку переменного тока от работающих ячеек.

При наличии логической "1" на выходе счетчика соответствующая преобразовательная ячейка запускается, а соответствующий ключ размыкается и не влияет на работу ячейки.

Состояния на выходах счетчиков 12 при прямом или обратном счете, величины напряжений на выходе выпрямителя

8 и зависимость U ;« выпрямителя 8 от состояния счетчика 12 приведены в таблице. Число ячеек равно 2.

Напряжения аБ „и 2 4U>>1> напряжения на выходах ячеек 2.1 и

2.2 соответственно, Из таблицы видно, что напряжение на выходе линейного стабилизатора изменяется от напряжения U до

ПС + 3 аипр При MHHHMBJibHoM напряжении сети напряжение на выходе линейного стабилизатора равно U м„„ +

+ 3 а(1»1>, при максимальном U »Ä<

На определенном такте напряжение на выходе линейного стабили1 затора попадает в зону, когда U>(q®»<

1163316

1О

Такт

Состояние на выходе счетчика 12 выходе выпрямителя

2.1

2.2

О

""пр

«Ппр

2 AUD) <Ппр

2 U"p

2 " р "вх "алых - "вер . Напряжение на выхоДах датчиков станет равным нулю, состояние счетчиков перестанет изменяться.

Рассмотрим установившийся режим, когда перепад напряжения между входом и выходом лежит в зоне молчания счетчиков (между UH „„, и Ue „).

Пусть напряжение сети возросло.

При определенном приращении напряжения сети напряжение на регулирующем элементе линейного стабилизатора превышает U epx на выходе датчика 11 появляется "1" счетчик начинает считать в обратном направлении.

Напряжение на выходе выпрямителя 8 начинает уменьшаться последовательно на величины 5U дг, 2 !! д и 3 цп до тех пор, пока найряжение на регулирующем элементе линейного стабилизатора не возвратится в зону "молчания" счетчиков. Аналогичные про. цессы происходят при уменьшении напряжения сети, только при этом счетчик считает в прямом направлении

Прямой счет Обратный счет и напряжение на выходе выпрямителя 9 увеличивается.

Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы зона молчания счетчиков Uaepq Ua« u была несколько больше 4 U я . Напряжение U < выбрано равным 1,3 — 1,5 Uk „„. Напряжение UBepx берется равным™

Uñ маркс Uc spy

ПH H

Чтобы LUAU оставалось постоянным во всем диапазоне изменений 0с преобразовательная ячейка запитыва15 ется с выхода линейного стабилизатора.

Таким образом, введение цифровой схемы для включения преобразовательных ячеек по двоичному коду позволя20 ет при равном количестве ячеек в предлагаемом и известном устройствах и повысить КПД и снизить массу и габариты за счет исключения силовых диодов из преобразовательных ячеек

25 и уменьшения размеров радиатора.

Напряжение преобраэо Напряжевательных ячеек ние на

1163316

ыз

Составитель С.Ситко

Техред Т.Маточка

Корректор М.Демчик

Редактор С. Саенко филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 4102/47 Тираж 8б3 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5