Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение массогабаритных показателей. Масса и объем импульсного стабилизатора постоянного напряжения в основном определя ются размерами дросселей входного и выходного фильтров. При выполнении стабилизатора в В1зде основания 1, имеющего в поперечном сечении В1щ двутавра, крьппки 9 и 10 вьшолняются из ферромагнитного материала, внутрь которого помещают плоские обмотки 11 и 12 указанных дросселей. Толщина (h.n) крышек 9 и 10 выбирается в сог )г ответствии со следующим выражением: Ар 2(dnp- 2(W -l)dnpKo)L/ /2|k,(iW (A-«-B-4WdnpKo)-trL + dnp, где L - требуемая индуктивность дросселя; М - магнитная проницаемость вакуума; /и - относительная магнитная проницаемость магнитодиэлектрического материала; W - количество витков в обмотке; dnp- диаметр провода обмотки в изоляции; А,В - длина и ширина корпуса стабилизатора . 2 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I ) 4 G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

K F(.F й;-мз q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; g

H A8TOPCHOMV CBNQETEflbCTBY -, И>.=;11, -,, (21) 4158969/24-07 (22) 11.12.86 (46) 15.06.88.Бюл. N 22 (71) Учебно-научно-производственный комплекс "Кибернетика" Томского политехнического института им.С.М.Кирова (72) А.Н.Бормашов, С.Ш.Щерб, Е.И.Гольдштейн и В.B.Ïàèèí (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 860035, кл. С 05 F 1/58, 1979., Электронная техника в автоматике.

Сб статей. N.: Сов.радио, 1977, вып.9. с.45, рис.5. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение массо. габаритных показателей. Масса и объем импульсного стабилизатора постоян„„SU„„3403038 А ного напряжения в бсновном определяются размерами дросселей входного H выходного фильтров. При выполнении стабилизатора в виде основания имеющего в поперечном сечении вид двутавра, крышки 9 и 10 выполняются иэ ферромагнитного материала, внутрь которого помещают плоские обмотки 11 и 12 указанных дросселей. Толщина (h ) крышек 9 и 10 выбирается в со р ответствии со следующим выражением:

hpp= (2(напр+ 2 (Ч вЂ” !)Йпр Ко) ./

/21 рМ (A+B-4 ppKp)1ГТ ) + dip, где Ь вЂ” требуемая индуктивность дросселя; р, — магнитная проницаемость вакуума; ц — относительная магнитная проницаемость магнитодиэлектрического материала 11 — количество витков в обмотке; Й „р — диаметр провода обмотки в изоляции;

А, — длина и ширина корпуса стабилизатора. 2 ил.

1403038

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания.

Цель изобретения — уменьшение массогабаритных показателей.

На фиг.1 схематически представлена конструкция импульсного стабилизатора постоянного напряжения; на фиг.2 — 10 функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения включает н себя теплопроводящее основание 1, имеющее в сечении вид двутавра, на теплопроводящем основании установлены силовой регулирующий элемент 2, блок 3 управления, конденсаторы 4 и 5 входного и выходного LC-Фильтров и диод 6. 20

Над установленными на основании элементами размещены дроссели 7 и 8 входного и выходного LC-фильтров, выполняющие функцию крышек 9 и 10, обмотки 11 и 12 дросселей 7 и 8 размещены 25 внутри крышек 9 и 10.

К управляющему выводу силового регулирующего элемента 2 подключен : выход блока 3 управления. Входной нынод стабилизатора подключен через 30 дроссель 7 к входному выводу регули-! рующего элемента, а выходной вывод

: регулирующего элемента через дроссель 8 — к выходному выводу стабилизатора. !

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения работает следующим : образом.

Блок 3 управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию тока, протекающего через силовой регулирующий элемент 2, и обеспечивает его защиту от перегрузок. В результате на выходе стабилизатора формируется постоянное напряжение, требуемое для питания нагрузки. Входной (на кон" денсаторе 4 и дросселе 7) и выходной (на конденсаторе 5 и дросселе 8)

ЬС-фильтры осуществляют сглаживание пульсаций на входе и выходе стабили" затора. Диод 6 предотвращает пробой регулирующего элемента в момент воздействия ЭДС самоиндукции дросселя.

Дроссели 7 и 8 выполнены в виде плоских обмоток 11 и 12, размещенных в крьппках 9 и 10, ныполненных

55 из ферромагнитного материала и вьп олняющих функцию магнитопровода дросселей.

Индуктивность дросселя (1) рассчитывают по формуле

M S

РоР

1 где p — магнитная проницаемость вакуума; — относительная магнитная проницаемость магнитопронода;

M — число витков обмотки дросселей;

Я вЂ” сечение магнитопровода;

1 — длина средней силовой магнитной линии, Сечение броневого магнитопровода определяют по сечению центрального керна. Для оптимального магнитного режима сечение магнитопровода для всех участков должно быть одинаковым.

Поэтому для выбора минимально необходимой высоты магнитопронода сечение магнитопровода определяют по формуле (2) а А - 2%7 И К, (3) где А . — ширина теплопроводящего основания стабилизатора; йп„ - диаметр провода обмотки;

К вЂ” коэффициент укладки.

Аналогично определяют длину центрального керна: (4) Ь - В -2V d„,К„ где В - длина основания стабилизатора.

Таким образом, сечение магнито" провода дросселя определяют по формуле:

S - 2(A+B — 4V 1„, К,) d . ! (5) Среднюю силовую магнитную линию рассчитывают по формуле где Р 2(а+Ь) — периметр центрального керна. а,Ь вЂ” ширина и длина центрального керна; — толщина магнитодиэлектричесМого материала над обмоткой дросселя.

Ширину центрального керна определяют по следующей формуле:

1403038

{6) h p* 2d+ däð (8) ВНИИПИ Заказ 2859/39 Тираж 866

Подпис ное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 Tt(d „р+ с ) + 2 (W-1) d„pK, Подставив (6),и (7) в выражение для определения индуктивности (2) и разрешив его относительно d, получают (lt d np+2 (W-l )d np)L а = -- — -- — — — —-2 р р W (A+В-4 W d „K ) — fii L (7) Для обеспечения необходимой величины индуктивности дросселей толщина магнитодиэлектрического материала должна быть выбрана не менее рассчитанной по формуле (7). Выбор минимально необходимой толщины магнитодиэлектрического материала способствует минимизации размеров как дросселей LC-фильтров, так и импульсного стабилизатора в целом.

Выбрав толщину магнитодиэлектрического материала, можно определить общую высоту дросселя по следующей формуле:

Диаметр провода обмотки d „выбирают исходя из заданного сопротивления дросселя.

Дроссель, расположенный снизу, имеет непосредственный тепловой контакт с шасси, на котором установлен импульсный стабилизатор, и поэтому может выдерживать значительную тепловую нагрузку.

Формула и э о б р е т е н и я

Импульсный стабилизатор Ioc ToHH ного напряжения, содержащий корпус, включающий в себя две крышки и пряt3 моугольное теплопроводящее основание, имеющее в поперечном сечении вид двутавра, на котором установлены с двух сторон блок управления, силовой регулирующий элемент, к управляющему входу которого подключен выход блока управления, конденсаторы входного и выходного LC-фильтров и дроссели, которые подключены соответственно к входному и выходному выводам регулирующего элемента, к входным и выходным клеммам, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, обмотки дросселей входного и выходного LC-фильтров выполнены и размещены соответственно в верхней и нижней крышках, которые выполнены из.ферромагнитного материала и явля25 ются магнитопроводами дросселей, при этом высоту каждой крышки определяют в соответствии с выражением

2 {ЧсЬр +2 (W-1)d ngKg) Ь

*Р

2 шоу И (А+В-4W 4 рр Ко)- Ь

ЗО где L — требуемая величина индуктивности дросселя;

W — количество витков обмотки;

d<р — диаметр провода обмотки, р — магнитная проницаемость

35 вакуума; р — относительная магнитная проницаемость ферромагнит- ного материала;

Ко — коэффициент укладки прово40 да обмотки;

А, — ширина и длина магнитодиэлектрического основания.