Импульсный блок питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано , например, в блоке питания теле визионного приемника; Целью изобретения является повышение надежности устройства путем обеспечения защиты от повьшення выходного напряжения. Стабилизация выходного напряжения осуществляется путем регулирования знергии, накопленной в магнитном поле трансформатора в течение фазы проводимости ключевого транзистора I однотактного самовозбуждающегося генератора. Это обеспечивается управлением моментом включения тиристора 5 при помощи блока 12 регулирования резистора 4. При повышении выходного напряжения увеличивается напряжение на конденсаторе 14. Это приводит к увеличению напряжения U, , прикладываемому к стабилитрону 15. Когда наа S пряжение U|5 превьшгает напряжение . пробоя стабилитрона 15, он начинает (Л проводить ток в течение фазы проводимости транзистора I. Генерация срывается. Процесс повторяется циклически . 3 ил. ff Фиг I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51 )4 Н 02 Н 7/12

l ° 4

Ь1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3841 293/24-07 (22) 07.01.85 (46) 01; 11.86. Бюл. Ф 41 (71) Специальное конструкторское бюро телевизионной аппаратуры Симферопольского производственного объединения "Фотон" (72) В.Г.Левин (53) 621.316;925.4!621.314.572 (088,8) (56) Патент ФРГ У 2336110, кл. Н 02 P 13/22; 1973., Патент ФРГ У 2417628, кл. Н 02 P 13/22, 1974. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в блоке питания теле визионного приемника. Целью изобретения является повьппение надежности устройства путем обеспечения защиты

I от повьппения выходного напряжения.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется путем регулирования энергии, накопленной в магнитном поле трансформатора в течение фазы проводимости ключевого транзистора

I однотактного самовозбуждающегося генератора. Это обеспечивается управлением моментом включения тиристора

5 при помощи блока 12 регулирования резистора 4. При повышении выходного напряжения увеличивается напряжение на конденсаторе 14. Это приводит к увеличению напряжения U,, прикладываемому к стабилитрону 15. Когда напряжение U превьппает напряжение . пробоя стабилитрона 15, он начинает проводить ток в течение фазы проводимости транзистора 1. Генерация срывается. Процесс повторяется циклически. 3 ил.

Е1 = 11пэ + 11 э

1 12692

Изобретение. относится к электротехнике и может быть использовано, например, в блоке питания телевизионного приемника.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем обеспечения защиты от повьппения выходного нанапряжения.

На фиг.l приведена электрическая схема импульсного блока питания; на фиг.2 — временные диаграммы сигналов в соответствующих точках схемы в режиме стабилизации на фиг .3 — временные диаграммы сигналов в случае выхода из строя блока регулирования.

Импульсный блок питания содержит ключевой транзистор 1, коллектор которого через коллекторную обмотку 2 соединен с плюсом выпрямителя 3 питания, а эмиттер через резистор 4 — 2б с минусом выпрямителя 3 питания, выключатель тока, выполненный на тиристоре

5, анод которого соединен с конденсатором 6 блокировки ключевого транзистора, другой конец которого сое- 25 динен с базой ключевого транзистора 1, а катод — с минусом выпрямителя 3 питания. Начало обмотки 7 воз- буждения связано через последовательно аоединенные резистор 8 и параллельную цепочку 9 с эмиттером клю.— чевого транзистора 1, а конец — с базой ключевого транзистора 1. Конденсатор 6 связан через диод 10 с обмоткой 7 возбуждения, Начало обмотки ll управления связано со схемой 12 регулирования а т конец — с эмиттером ключевого транзистора 1, Выход блока 12 регулирования соединен с управляющим Электродом тиристора 5. Отрицательное напряжение блокировки тиристора 5 подается на его управляющий электрод через резистор,13 с конденсатора 14 блокировки тиристора, другой конец 45 которого подключен к эмиттеру ключевого транзистора 1. Конденсатор 14 заряжается от напряжения на обмотке

7 возбуждения через стабилитрон 15, анод которого подключен к конденсатору 14, а катод — к базе ключевого транзистора 1. Напряжение с резистора 4, пропорциональное коллекторному току ключевого транзистора 1, подается на управляющий электрод тиристора 5 через резистор 16. Обмотка !7 нагрузки гальванически изолирована от сети и соединена с выпрямителем

?3 2

18. Обмотки 7, 11, 2, 17 связаны между собой магнитной связью. Запуск генератора осуществляется через резистор 19, один конец которого г,одключен к плюсу выпрямителя 3, ч другой — к базе ключевого транзистора 1 импульсного преобразователя 20 напряжения.

Устройство работает следующим о6разом.

Выпрямленное напряжение сети через выпрямитель 3 подается на однотактный самовозбуждающийся генератор на ключевом транзисторе ). Стабилизация выходного напряжения осуществляется путем регулирования энергии, накопленной в магнитном поле трансформатора в течение фазы проводимости ключевого транзистора 1. Это обеспечивается управлением моментом включения тиристора 5 при помощи блока 12 регулирования и резистора 4, состояние которых зависит от величины выходного напряжения и от протекающего через ключевой транзистор 1 тока. При включении тиристора 5 заряженный конденсатор 6 подключается между базой и эмиттером ключевого транзистора минусом к его базе, обеспечивая надежное выключение генератора. При этом наступает фаза обратного хода, когда накопленная в . магнитном поле трансформатора энергия в течение фазы проводимости ключевого транзистора 1 обеспечивает заряд емкостей выпрямителей нагрузКИ.

Отрицательное напряжение на конденсаторе 14 служит напряжением блокировки тиристора 5 и противодействует положительному напряжению, поступающему на управляющий электрод тиристора 5 со схемы 12 регулирования и с резистора 4, вплоть до достижения напряжения включения тиристора 5.

Конденсатор 14 заряжается через стабилитрон 15 (который в данном процессе работает как выпрямитель) в течение фазы обратного хода отрицательным импульсом напряжения, возникающим на обмотке 7. Очевидно,что в режиме стабилизации выходных напряжений последнее на конденсаторе 14 также стабилизировано.

К стабилитрону 15 в течение фазы проводимости приложено напряжение кировки транзистора 1, происходит повторный запуск генератора и в схеме возникают колебания. При этом выходные напряжения и напряжения на конденсаторах 14 и 6 начинают возрастать, и как только напряжение на конденсаторе 14 станет достаточно для пробоя стабилитрона 15, колебания снова срываются, т.е. процесс повторяется.

Таким образом, выбирая стабилитрон 15 с определенным напряжением пробоя, можно ограничить выходные напряжения блока питания на уровне 1020% вышее, чем номинальные.

Временные зависимости напряжений на базе кЛючевого транзистора 1, на конденсаторах 14 и 6 и на фильтре выпрямителя 18 нагрузки в случае отка-.:за блока регулирования приведены на фиг.З. На интервале 0-t генератор работает и напряжения на выходе выпрямителя 18 и на конденсаторах 14 и 6 растут. На интервале t -t генератор выключен, происходит разряд . конденсатора 14. На интервале С - генератор выключен, происходит разряд конденсатора 6. Если вместо резистора 19 запуска использовать узел одноразового запуска, тб в этом случае при отказе блока регулирования произойдет выключение блока питания.

Формула и з обретения

Импульсный блок питания, содержащий выпрямитель питания, выход которого соединен с импульсным преобразователем напряжения, выполненннм в виде трансформатора с обмотками возбуждения управления, коллекторной обмоткой и обмоткой нагрузки, клтпчевого транзистора, эмиттер которого через первый резистор соединен с катодом тиристора и отрицательным полюсом выпрямителя питания через второй резистор и первый конденсатор, шунтированный первым и вторым встречнопараллельно включенными диодами, со единен с анодом третьего диода и началом обмотки возбуждения, через третий резистор подключен .к управляющему электроду тиристора, соединенному с выходом блока регулирования и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого через конденсатор блокировки тиристора подключен к эмиттеру ключевого транзистора и первому входному выводу блока регулирования, второй входной

3 1269223

4 где U, — напряжение, приложенное к стабилитрону 15;

U, — напряжение между базой и эмиттером ключевого транзистора

U — напряжение на конденсато14 ре 14.

На фиг.2 показана временная зависимость напряжений в режиме стабилизации, где 0 — t< — интервал фазы проводимости, а t t — интервал обратного хода.

В случае выхода из строя блока 12 регулирования, когда положительное напряжение с него на управляющий

15 электрод тиристора 5 не поступает, момент включения тиристора 5 наступает гораздо позже.

Соответственно увеличивается длительность фазы проводимости ключевого транзистора I,è, как следствие, запасенная энергия магнитного поля обмотки 2. Это приводит к росту выходных напряжений,в том числе и на конденсаторе 14. Увеличение напряжения на конденсаторе 14 приводит к увеличению напряжения U,z, прикладываемого к стабилитрону 15, и когда

U, превышает напряжение пробоя стабилитрона 15, он начинает проводить О в течение фазы проводимости транзистора 1, отводя части тока возбуждения базы транзистора 1. Наступает момент, когда поступающего к базе ключевого транзистора 1 тока возбуждения становится недостаточно для выполнения условий самовозбуждения генератора и происходит срыв колебаний генератора. Конденсатор 14 начинает разряжаться с постоянной времени, определяемой сопротивлением резистора 8 и величиной емкости конденсатора 14. Пока ток разряда конденсатора 14 протекает через стабилитрон 15.êëþ÷åâîé транзистор 1 надежно заблокирован:отрицательным 45 напряжением на конденсаторе 14 и запуска генератора не происходит. Как только конденсатор !4 разрядится, генератор пытается запуститься снова, однако в первом же цикле запуска . включается тиристор 5 и напряжение на конденсаторе 6 надежно блокирует транзистор I. Колебания не возникают и через открытый тиристор 5 происходит апериодический разряд конден- 55 сатора 6.

Как только напряжение на конденсаторе 6 станет недостаточным для бло 3,1269223 вывод которого через обмотку управления соединен с эмиттером ключевого транзистора, коллектор которого через коллекторную обмотку подключен к положительному полюсу выпрямителя питания, через пятый резистор соеди" ненному с базой ключевого транзистора, через конденсатор блокировки ключевого транзистора подключенной к аноду тиристора и катоду третьего диода, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения его надежности путем обеспечения защиты от повышения выходного напряжения, в него введен стабИлитрон, анод которого . подключен к второму выводу четвертого резистора, а катод — к базе ключевого транзистора.

4иг.2

1В

Составитель О.Мещерякова

Техред Л.Олейник

Корректор С.Шекмар

Редактор С.Пекарь

Заказ 6044/56 Тираж 612

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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