Стабилизированный источник вторичного электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам (стабилизированного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель повышение КПД стабилизированного источника вторичного электропитания (ИВЭ). Это достигается за счет устранения из силовой части ИБЭ цепи регулирующий элемент - магнитный усил; тель , а следовательно, и потерь в этой цепи путем введения специальной обмотки управления 16 в выходной трансформатор 8 задающего генератора 7. Изменения выходного напряжения ИВЭ через узел 9 обратной связи передаются на обмотку управления 16 выходного трансформатора 8 задающего генератора 7, вызывая изменения индукции насыщения трансформатора, приводящей к изменению частоты переключения ге (Л нератора 7. Это через транзисторный преобразователь 2 и высокочастотный силовой трансформатор 3 вызывает изменение частоты импульсного сигнала, поступающего на параллельный резо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ДЩУЗ9 Д1 (50 4 С 05 F 1/56

Р """Р1 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t т

1,й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3758816/24-07 (22) 29.06.84 (46) 23.10.86. Бкл. Р 39 (72) Л.В.Кардаков (53) 621.316. 722.1(088.8) (56) Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 198!,с.211, рис. 10-9.

Тосихора Х. и др. Переключающиеся стабилизаторы на 100-500 КГц, управляемые магнитными усилителями.

Денси Регаку, 1979, В 12, с.31-39, рис,30. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ВТО РИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам стабилизированного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель— повышение КПЦ стабилизированного источника вторичного электропитания (ИВЭ). Это достигается эа счет устранения из силовой части ИВЭ цепи регу лирующий элемент — магнитный усил;тель, а следовательно, и потерь в этой цепи путем введения специальной обмотки управления 16 в выходной трансформатор 8 задающего генератора 7.

Изменения выходного напряжения ИВЗ через узел 9 обратной связи передаются на обмотку управления 16 выходного трансформатора 8 задающего генератора 7, вызывая изменения индукции насыщения трансформатора, приводящей

1 к изменению частоты переключения генератора 7. Это через транзисторный преобразователь 2 и высокочастотный силовой трансформатор 3 вызывает из- С» менение частоты импульсного сигнала, поступающего на параллельный резонансный ЬС-контур 4, который меняет свое сопротивление и амплитуду сигнала в соответствии с частотой, поступающей на выходной выпрямитель 5

1265739 и далее на выходной емкостной фильтр б, что приводит к изменению выходного напряжения ИВЭ, т.е. стабилизации.

5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам стабилизированного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано в области вторич- 5 ного электропитания радиоэлектронной аппаратуры средств связи, автоматики, приборостроения и вычислительной техники.

Целью изобретения является новышение КПД стабилизированного источника вторичного электропитания (ИВЭ).

На фиг.1 показана схема стабилизированного источника вторичного электропитания; на фиг. 2 — упрощенная схема замещения; на фиг. 3 — час- . тотная характеристика резонансного контура; на фиг. 4 и 5 — возможные варианты выполнения трансформаторов задающего генератора с введенной обмоткой управления.

ИВЭ выполнен с бестрансформаторным входом и содержит входной выпрямитель 1, например, в виде трехфазного вентильного моста с индуктивноемкостным фильтром и последовательно включенные статический транзисторный преобразователь 2, выполненный, например, по полумостовой схеме, высокочастотный силовой трансформатор 3, 30 параллельный резонансный LC -контур 4„ выходной выпрямитель 5, например, в виде вентильного моста и выходной емкостной фильтр 6, а также транзистоРный задающий „ нератор 7, выпол- 35 ненный по двухтактной схеме Розра с выходным трансформатором 8, вторичные обмотки которого подключены к управляющим входам статического транзисторного преобразователя 2, и узел 9 4О обратной связи, включающий измерительный элемент на входе цепи, например, в виде резистивного делителя 10 напряжения, выход которого соединен с входом элемента сравнения, например, в виде операционного усилителя 11, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения в виде стабилитрона 12, а выход — с входом усилителя постоянного тока — эмиттерным повторителем на транзисторах 13-15, выход которого является выходом узла обратной связи. В выходной трансформатор 8 введена обмотка 16 управления постоянного тока, вывод которой является управляющим входом задающего генератора 7, подключенного к выходу цепи обратной связи.

Для питания цепей задающего генератора и цепи обратной связи служит дополнительный маломощный выпрямитель 17.

Работа схемы осуществляется следующим образом.

При подаче на вход ИВЭ напряжения питающей сети задающий генератор 7, с самовозбуждением формирует в обмотках выходного трансформатора 8 напряжение прямоугольной формы. При этом, при полуволне, соответствующей положительному значению напряжения на вторичной обмотке М< трансформатора 8, на транзистор 18 статического преобразователя 2 поступает отпирающий импульс и напряжение сети, преобразованное в постоянное выпрямителем 1, оказывается приложенным к первичной обмотке И, силового трансформатора 3 через конденсатор 19 и коллекторноэмиттерный переход транзистора 18.

При следующей полуволне, соответствующей положительному значению напряI жения на вторичной обмотке Ид трансформатора 8, транзистор 18 запирается и отпиракадй импульс поступает на транзистор 20 и выпрямленное напряжение сети через конденсатор 21 и коллекторно-эмиттерный переход транзистора 20 оказывается приложенным к той же обмотке М трансформатора 3 по обратной полярности. Так как индуктивность 22 и емкость конденсато12á5739 ра 23 препятствуют скачкообразному нарастанию тока во вторичной обмотке трансформатора 3, ток в обмотках трансформатора 3 и через транзисторы 18 и 20 изменяется по синусоидаль- 5 ному закону, определяя этим форму

ЭДС в обмотках трансформатора 3.

Рассматриваемую силовую часть ИВЭ можно представить в виде упрощенной схемы замещения (фиг. 2). При этом 10 статический преобразователь 2 можно считать источником синусоидальных сигналов с величиной ЭДС вЂ” Е . Сопротивление нагрузки ИВЭ представлено сопротивлением В.„. L(22) и С>(23) 15 представляют собой элементы резонансного контура 4.

При частоте генератора f К равной резонансной частоте колебательного LC-контура, и при большом 20 (режим холостого хода ИВЭ) напряжение на выходе резонансного контура максимальное. При повышении частоты генератора выходное напряжение асимптотически уменьшается (частотная 25 характеристика резонансного контура ИВЭ по фиг. 3, выраженная в относительном изменении напряжения от частоты).

Таким образом, изменяя частоту переключения статического лреобраэователя в рассматриваемом ИВЭ в зависимости от изменения сопротивления нагрузки или напряжения питающей сети напряжение на выходе ИВЭ пофцержива« ется постоянным.

По принципу работы самонасыщающегося генератора переключение транзисторов преобразователя происходит в каждый полупериод при достижении магнитным потоком трансформатора 8 индукции насыщения В ъ В магнитопровода.

При протекании тока по первичной обмотке трансформатора 8 в магнито- . проводе создается напряженность пере- менного магнитного ноля Н и соот ветствующая ей магнитная индукция В

Введением в трансформатор 8 допол-! нительиой обмотки. 16 управления и при протекании по ней тока управления создается напряженность постоянного магнитного поля

i ЧлР V y ti p

1 и соотвествующая ей индукция в =ш н»

Поскольку векторы напряженности переменного Й и постоянного Й магнитных потоков при наложении друг на друга суммируются арифметически н+й=н„+н, это приводит к снижению индукции насыщения, т.е. в„= в - н», или где — дифференциальная магнитная проницаемость материала магнитопровода;

imp — ток обмотки управления; — число витков обмотки управления;

6 — средняя длина магнитной силовой линии потока управления (фиг.4 и 9.

Таким образом, снижение уровня индукции,насыщения трансформатора приводит к уменьшению времени нарастания переменного магнитного потока. до этого уровня, т.е. увеличению частоты переключения транзисторов генератора, что, в свою очередь, обуславливает изменение выходного напряжения ИВЭ, т.е. стабилизацию.

Возможны варианты выполнения управляемых трансформаторов для задающего генератора (фиг. 4 и 5) на магнитопроводах Ш-образной конструкции из ферритов. Обмотки переменного тока условно показаны как И и Mz. Kpoue этих конструкций могут быть применены управляемые трансформаторы на кольцевых магнитопроводах, а также в виде трансформаторов с ортогонально пересекающимися магнитными полями.

Повышение КТЩ достигается за счет исключения из силовой цепи регулирующий элемент — магнитный усилитель, следовательно и потери. .Формула изобретения

Стабилизированный источник вторичного электропитания, содержащий последовательно включенный между входными и выходными выводами входной выпря- митель с фильтром, транзисторный преобразователь напряжения, высокочастотный выходной трансформатор, резонанс- ный контур, выходной выпрямитель и сглаживающий фильтр, транзистбрный двухтактный задающий генератор с выходным трансформатором, вторичные обмотки которого подключены к управляющим входам транзисторного преобразо3 1265739 6 вателя напряжения, узел обратной свя- нератора введена обмотка управления, зи, вход которого. соединен с выходны- выводы которой соединены с управляюми выводами, отличающийся1 щим входом задающего генератора, соетем, что, с целью повышения КПД, в диненного с выходом узла обратной выходной трансформатор задающего ге- связи.

=franc

+ynp

Составитель Е.Финогенов

Редактор А.Шандор Техред М„Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 5663/45 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4