Многоканальный источник питания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1248009 (Ю 4 Н 02 M 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3767958/24-07 (22) 06.07.84 (46) 30.07.86.. Бюл. В 28 (72) И.И.Филиппов и В.П,Фоминых (53) 621.316. 722. 1(088.8) (56) Махно А.А., Ухин А.М., Шахов А.И. Многоканальный источник вторичного электропитания на базе однотактного преобразователя. — Сб. Высо-

- коэффективные источники и системы вторичного электропитания Р3А. М.:

М1 НТП 1983, с.69-71.

Митрофанов А.В. Источник питания с бестрансформаторйым входом для бытовой радиоаппаратуры. Радиотехника, 1981, т.36, В 1. .(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ,(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности, для питания электронной аппаратуры. Цель изобре- тения — увеличение стабильности выходных напряжений и КПД. Напряжение на запоминающем .конденсаторе 16 при

;передаче от силового трансформатора

3 к нагрузке повторяет форму напряже ния на сглаживающих конденсаторах 7 выходных. каналов. Подгрузка,конденсатора 16 резистором 17 устраняет его подзаряд от коммутационных всплесков нап. яжений на обмотках 5 и

14 трансформатора 3. Стабилизация выходных напряжений осуществляется таким образом, что изменение этих напряжений ведет к противоположному изменению энергии, накапливаемой в трансформаторе 3. Это влечет эа собой установление превоначальных выходных напряжений. 2 ил.

Ф 124

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания элек- тронной аппаратуры.

Целью изобретения является увеличение стабильности выходного напряжения и КПД многоканального источника питания.

На фиг.1 приведена схема многоканального источника питания; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Многоканальный источник питания содержит однотактный преобразователь .1, первичная обмотка 2 силового трансформатора 3 которого соединена с источником питания через транзисторный ключ 4, а его вторичные обмотки 5 через выпрямительные диоды 6 соединены со сглаживающими конденсаторами 7 выходных каналов, задающий генератор 8, выходом соединенный с генератором 9 пилообразного напряжения, узел 10 сравнения, к одному из, входов которого подсоединен источник 11 опорного напряжения,компаратор 12, входы которого соединены с выходами узла 10 сравнения и генератора 9 пилообразного напряжения, а его выход соединен с управляющим переходом транзисторного ключа 4 через предварительный усилитель 13, дополнительную обомотку 14 силового трансформатора 3, к которой через отсекающий диод 15 подсоединен запоминающий конденсатор 16, к выводам которого через первый дополнительный резистор 17 подсоединен шунтирующий транзистор 18, причем точка соединения первого вывода дополнительной обмотки 14, запоминающего конденсатора 16 и эмиттера шунтирующего транзистора 18 подключена к общей шине питания устройства, второй вывод запоминающего конденсатора подсоединен к второму входу узла 10 сравнения, а база шунтирующего транзистора

18 через второй дополнительный резистор 19 подсоединена к точке соедине:ния второго вывода дополнительной обмотки 14 и анода отсекающего диода 15.

Многоканальный источник питания работает следующим образом.

Сигнал рассогласования вП, полу.ченный в результате сравнения опорного напряжения U,. и сигнала обрат.ной связи П, с запоминающего конденсатора 16, поступает на один из вхо8009 2

45 передачи энергии определяется конденсатором 7 с меньшим напряжением и энергия от трансформатора 3 первоначально полностью передается в конденсатор 7 с меньшим приведенным напряжением, так как напряжения на других обмотках 5 меньше, чем напряжения на соответствующих конденсаторах 7, к . которым они подключены. В конденсатор 7 с большим значением

55 приведенного напряжения энергия от трансформатора 3 не поступает до тех пор, пока его приведенное напряжение не станет равным приведенным напряжениям других каналов.

Для повышения точности стабилизации выходных напряжений каналов преобразователя необходимо, чтобы напря жение на конденсаторе 16 на этапе дов компаратора 12, где сравниваетсй с поступающим на его другой вход напряжением пилообразной формы U„ o. ге- нератора 9. При равенстве этих сигналов в момент t на выходе компаратора 12 появляется импульс напряжения, открывающий транзисторный ключ

4 однотактного преобразователя 1.

Полярность подключения диодов 6 и 15 такова, что во время открытого состояния транзисторного ключа 4 нагрузка отключена от трансформатора 3. Транзистор 18, шунтирующий запоминающий конденсатор 16, также закрыт, и происходит накопление энергии в трансформаторе 3.

В момент t, на выходе компаратора

12 появляется нулевой сигнал, который закрывает транзисторный ключ 4, 0 что ведет к изменению полярности напряжения на обмотках трансформатора

3, и через диоды 6 и 15 энергия, накопленная в трансфорМаторе 3, пере дается в конденсаторы 7 и 16 и в

25 нагрузку. Одновременно открывается транзистор 18, шунтирующий через резистор 17 запоминающий конденсатор

16. Напряжения на сглаживающих конденсаторах «7 и запоминающем конден-., 30 саторе 16 пропорциональны коэффици-:. ентам трансформации между обмотками., 5 и .14 трансформатора 3 Ьднотактного преобразователя 1 (за вычетом падений напряжений на диодах 6 и 15). Если:: по какой-либо причине напряжение на

З5 одном из конденсаторов 7 оказывается меньшим, чем приведенное к нему напряжение на других сглаживающих конденсаторах 7, то напряжение на обмотках трансформатора 3 на этапе (уменьшению) напряжений на выходных каналах. Таким образом, осуществляется стабилизация .выходных напряжений многоканального источника питания на базе однотактного преобразователя с обратным включением выпрямительных диодов при изменении входного напряжения или нагрузки в любом из каналов.

По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство позволяет более эффективно стабилизировать выходные напряжения в широком диапазоне изменения входного напряжения и нагрузки в любом из каналов и повысить КПД.

Формула изобретения

Многоканальный источник питания, содержащий однотактный преобразователь, первичная обмотка силового трансформатора которого соединена с источником питания через транзисторный ключ, à его вторичные обмотки через выпрямительные диоды соединены со сглаживающими конденсаторами вы- ходных каналов, задающий генератор, выходом соединенный с генератором пилообразного напряжения, узел еравнения, к одному из входов которого подсоединен источник опорного напряжения, компаратор, входы которого соединены с выходами узла сравнения и генератора пилообразного напряжения, а его выход соединен с управляющим переходом транзисторного ключа через предварительный усилитель, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения стабильности выходных напряжений и КПД, к дополнительной обмотке силового трансформатора через отсекающий диод подсоединен запоминающий конденсатор, к выводам которого через первый введенный резистор подсоединен шунтирующий транзистор, причем точка соединения первого выво" да дополнительной обмотки, запоминающего конденсатора и эмиттера шунтирующего транзистора подсоединена к общей шине питания устройства, второй вывод запоминающего конденсатора подсоединен к второму входу узла сравнения, а база шунтирующего транзистора через второй введенный резистор подсоединена к точке соединения второго вывода дополнительной обмотки и анода отсекающего диода.

3 1248009 4 передачи от трансформатора 3 в нагрузку повторяло форму напряжения на

Ъ конденсаторах 7, выходных каналов.

Для этого необходимо, чтобы постоян1 ная времени = С„ R, была меньше постоянной времени цепи нагрузки любого из каналов. Кроме этого, подгрузка запоминающего конденсатора

16 резистором 17 устраняет его подзаряд за счет коммутационных всплес- 10 ков напряжений на обмотках 5 и 14 трансформатора 3, обусловленных индуктивностями рассеяния, а следовательно, исключает вносимую при этом ошибку в точность поддержания выходных напряжений;, К моменту t энергия, накопленная в трансформаторе 3, полностью переходит в нагрузку. В момент t напряжение на обмотках 2,5 и 14 трансфор- щ матора 3 стоновится равным нулю, трансформатор 18 закрывается. Запоминающий конденсатор 16 на последующем интервале времени подключен только к высокоомному входу узла 10 сравнения и сохраняет напряжение, пропорциональное напряжениям на выходных каналах. При этом постоянная времени

II .цепи обратной связи рр = С, К,„„, где Кр„щ- сопротивление разряда йакопительного конденсатора через закрытый шунтирующий транзистор 18, отсекающий диод 15 и входную цепь узла

10 сравнения, должно быть больше или равна максимальной постоянной

: времени любого из выходных каналов, чтобы относительный разряд конденсатора 16 не был больше относительного разряда сглаживающих конденсаторов 7 любого из выходных каналов. В против40 ном случае ухудшается стабильность выходных напряжений преобразователя 1.

В момент- t пилообразное напряжение U становится равным напряжению

-aU на выходе узла 10 сравнения и описанные процессы накопления энергии в трансформаторе 3 повторяются.

При уменьшении (увеличении) напряжений на выходных каналах уменьша50 ется (увеличивается) сигнал рассогласования аП и происходит учеличение (уменьшение) относительной длительности открытого состояния транзисторного ключа 4 преобразователя 1, что

55 ведет к увеличению (уменьшению) энергии, накапливаемай в трансформаторе

3 и, соответственно, к увеличению

1248009

Уу

Составитель Л.Зоткин

Редактор А.Лежнина Техред Л,Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 4138/56 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4