Стабилизированный источник вторичного электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к стабилизированным источникам питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения повьшение КПД устройства. Цель достигается тем, что в высокочастотный силовой трансформатор введена обмоткаi управления постоянного тока. Это дало возможность исключить регулирующий элемент - магнитный усилитель.При этом стабилизация осуществляется с следующим образом. Задающий генератор 7 с самовозбуждением формирует в (Л

СО(ОЗ СОВЕТСНИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) (51)4 Н 02 М 3/337, С 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3758805/24-07 (22) 29.06.84 (46) 30.10.86. Бюл. 11- 40 (72) Л.В. Кардаков (53) 621.316.722.1(088 ° 8) (56) Ромаш Э.Н. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. И.: Радио и связь, 1981, с. 211, рис. 10-9.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1121757, кл. Н 02 М 3/335, 1983.

Тосихора Х. и др. Переключающиеся стабилизаторы на 100-500 кГц,управляемые магнитными усилителями. — Денси регаку, 1979, У 18, с. 31-39, рис.30.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания радиоэлектронной аппаратуры, Цель изобретения повышение КПД устройства. Цель достигается тем, что в высокочастотный силовой трансформатор введена обмотка управления постоянного тока. Это дало возможность исключить регулирующий элемент — магнитный усилитель.При этом стабилизация осуществляется с следующим образом. Задающий генератор 7 с самовозбуждением формирует в у

12б7557 обмотках выходного трансформатора 8 напряжение прямоугольной формы. При частоте генератора 7, равной резонансной частоте LC-контура 4, напряжение на его выходе максимально. Напряжение на выходе устройства поддерживается постоянным благодаря изменению резонансной частоты контура 4 в зависимости от изменения сопротивления нагрузки или сетевого напряжеИзобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам стабилизированного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение КПД устройства.

На фиг ° 1 приведена электрическая принципиальная схема стабилизированного источника вторичного элект10 ропитания; на фиг. 2 — упрощенная схема замещения; на фиг. 3 — частотная характеристика устройства; на фиг. 4 и 5 — возможные варианты выполнения силового трансформатора с введенной обмоткой управления.

Стабилизированный источник вторичного электропитания (ИВЭ) согласно фиг. 1 выполнен с бестрансформаторным входом и содержит входной выпрямитель 20

1, например, в виде трехфазного вентильного моста с индуктивно-емкостным фильтром и последовательно включенные статический полупроводниковый преобразователь 2, выполненный, например 25 по полумостовой схеме, высокочастот ный силовой трансформатор 3, параллельный ренансный ЬС-контур 4, выходной .выпрямитель 5, например, в виде вентильиого моста и выходной емкост- щ ной фильтр 6, а также полупроводниковый задающий генератор 7, выполненный по двухтактной схеме Роэрра с выходным трансформатором 8, вторичные обмотки которого подключены к управлякщим входам статического полупроводникового преобразователя 2, и узел 9 обратной связи, включающий измеритель» ный элемент на входе цепи в виде резистивного делителя 10 напряжения,выход которого соединен с входом эления. Обмотка управления трансформатора 3 создает постоянные .магнитный поток и напряженность магнитного поля Н . Дифференциальная магнитная проницаемость р является функцией

Н и Н (напряженности переменного магнитного потока). р определяет дифференциальную индуктивность трансформатора и резонансную частоту контура. 5 ил. мента сравнения, например, в виде операционного усилителя 11, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения в виде стабилизатора

12, а выход — с входом усилителя постоянного тока — эмиттерным повторителем на транзисторах 13, 14 и 15, выход которого является выходом цепи обобратной связи. В силовом высокочастотном трансформаторе 3 дополнительно предусмотрена обмотка 16 управления постоянного тока, вывод которой подключен к выходу узла обратной связи.

Для питания цепей задающего генератора и цепи обратной связи предусмотрен маломощный выпрямитель 17, содержащий однофазный трансформатор

18 и вентильный мост 19. Так как частота задающего генератора по схеме Роэрра чувствительна к изменению питающего напряжения, в дополнительном выпрямителе установлен фиксированный интегральный микростабилизатор 20, например, микросхемы серии

142ЕН.

Работа рассматриваемой 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 Q на транзистор 21 статического преобразователя 2 поступает отпирающий импульс и напряжение сети, преобразо,ванное в постоянное входным выпрями3 12675 отелем 1, оказывается приложенным к первичной обмотке Q силового трансформатора 3 через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 21 и конденсатора 22. При следующей полуволне, соответствующей положительному значению напряжения на вторичной обмотке с трансформатора 8, транзистор 21 запирается и отпирающий импульс поступает на транзистор 23, 10 а выпрямленное напряжение сети через конденсатор 24 и коллекторно-эмиттерный переход транзистора 23 оказывается также приложенным к обмотке у, трансформатора 3, но в обратной полярности.

Так как индуктивность 25 и емкость конденсатора 26 препятствует скачкообразному нарастанию тока в цепи, то ток в обмотках трансформатора 3 . 20 и через транзисторы 21 и 23 изменяется по синусоидальному закону, определяя этим форму ЭДС в обмотках трансформатора 3 °

Рассматриваемую силовую часть ИВЭ 25 можно представить в виде упрощенной схемы замещения на фиг. 2. При этом статический преобразователь 2 можно считать источником синусоидальных сигналов с величиной ЭДС вЂ” F . Сопро- 30 тивление нагрузки ИВЭ представлено сопротивлением К„, L (25) и C) (26)— элементы резонансного контура 4.

57 где <,1, — число витков трансформатора, приведенное к первичной обмотке;

S и М вЂ” соответственно площадь сечения и длина магнитной силовой линии магнитопровода; — дифференциальная магнитная г проницаемость материала магнитопровода.

При протекании тока по первичной обмотке трансформатора 3 в магнитопроводе создается переменный магнитный поток У» и соответствующая напряженность переменного магнитного поля

Н . При введении в трансформатор 3 дополнительной обмотки управления и протекании по ней тока управления

7У,, создается постоянный магнитный поток и соответствующая напряженность постоянного магнитного поля Н.(фиг, 4, 5). При наложении постоянного магнитного потока на переменный дифференциальная магнитная проницаемость определяется как функция двух переменных = f(н, н ), при этом аргументы функции вычисляются по закону полного тока: н

При частоте генератора f = f p З5 равной резонансной частоте LC-контура, напряжение на выходе резонансного контура максимальное. При уменьшении резонансной частоты f выходное напряжение резонансного контура асим- 4 птотически уменьшается согласно с частотой харакгеристики ИВЭ фиг. 3.

Резонансную частоту рассматриваемого контура (фиг. 2) можно выразить

f

2и где L — индуктивность трансформатот ра 3;

L — индуктивность резонансного

50 контура;

С вЂ” емкость конденсатора резонансного контура.

В свою очередь,, из определения дифференциальной индуктивности трансформатора а, S

1 т

Величина дифференциальной магнитной проницаемости Я определяет дифференциальную индуктивность трансформатора и резонансную частоту контура.

Кроме возможных вариантов выполнения управляемых потоком высокочастотных силовых трансформаторов на фиг. 4 и 5, выполненных на основе Ш-образных магнитопроводов, могут быть применены управляемые потоком трансформаторы на основе кольцевых магнитопроводов, а также на основе конструкций с ортогонально-пересекающимися магнитными полями. Материалами для магнитопроводов силовых высокочастотных трансформаторов могут быть ферриты, пермаллоевые сплавы, мо-пермаллой, а также аморфные сплавы.

Повышение КПД устройства достига ется за счет того, что из силовой цепи ИВЭ исключается регулирующий элемент — магнитный усилитель, а следовательно, снижаются потери, так как для

КПД управляемых потоком трансформаИспользование изобретения позволяет повысить КПД источников вторичного электропитания на 6-87..

Формула изобретения

+ 15 ю

+5

-5

-/Π— 15

const

onst

@ynp

Фут

-N

Фч г

Составитель Е. Финогенов

Редактор И. KeneMem Техред Л.Олейник Корректор M. Иаксимишинец

Заказ 5791/54 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

% 126 торов практически соизмеримы с. КПД нерегулируемых трансформаторов.

Стабилизированный источник вторичного электропитания, содержащий последовательно включенные между входными и выходными выводами статический полупроводниковый преобразова- тель с высокочастотным силовым транс7557 Ь форматором, резонансный контур, вып рямитель и выходной сглаживающий фильтр, полупроводниковый двухтактный задающий генератор с выходным трансформатором, выходы которого подключены к управляющим входам статического полупроводникового преобразователя, узел обратной связи, вход котого соединен с выходными выводами, 1п отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД, в высокочастотный силовой трансформатор введена обмотка управления постоянного тока, подключенная к выходу узла обf5 ратнои связи,