Стабилизированный источник электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Целью изобретения является улучшение массогабаритных характеристик и упрощение устройства. Устройство содержит силовой трансформатор 1, регулирующий выпрямительный блок 4, включенный в цепь первичной обмотки трансформатора 1, ключевой регулирующий элемент 5. Управляющий вход регулирующего элемента 5 соединен с выходом компаратора 15, на входе которого происходит сравнение сигнала обратной связи и полуволн синусоидального напряжения, пропорционального входному напряжению. В момент равенства сигналов происходит переключение регулирующего элемента 5, при этом на входе сглаживающего фильтра напряжение имеет форму симметричных усеченных синусоид, что обеспечивает уменьшение уровня пульсаций и приводит к улучшению массогабаритных характеристик. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А5ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I i. 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4361420/24-07 (22) 11.01.33 (46) 07,12.89. Вюл. 11 45 (72) Ю.Н.ь1уваев и 3.3.Типаев (53) 621.316.722.1(038.8) (56) Краус Л,А. и др. Проектирование стабилизированньгс источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры;.

М.: Энергия, 1930, с. 132.

Полупроводниковые приборы в технике электросвязи, — И.: Связь, 1974, вып. У 13, с. 27. (5 4) СТАБИЛИЗИРОВАННЬП1 ИСТОЧНИ К

ЭЛЕКТРОПИТАНИЧ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Целью изобретения являет„„SU„„ I527 25 А1 (5 l)4 G 05 Г 1/56 ся улучшение массогабаритных характеристик и упрощение устройства. Устройство содержит силовой трансформатор 1, регулирующий выпрямительиый блок 4, включенный в цепь первичной обмотки трансформатора 1, ключевой регулирующий элемент 5, Управляющий вход регулирующего элемента 5 соединен с выходом компаратора 15, на входе которого происходит сравнение сигнала обратной связи и полуволн синусоидального напряжения, пропорционального входному напряжению, В момент равенства сигналов происходит переключение регулирующего элемента

5, при этом на входе сглаживающего фильтра напряжение имеет форму симметричных усеченных синусоид, что обеспечивает уменьшение уровня пульсаций и приводит к улучшению массогабаритных характеристик. 2 ил.

1527625

15

?О

30

45

55

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Пель изобретения — улучшение массогабаритных характеристик и упрощение стабилизированного источника электропитания, На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизированного источника электропитания; на фиг, 2 диаграмма напряжения на входе сглажи— вающего фильтра.

Стабилизированный источник электропитания содержит силовой трансформатор ) с первичной 2 и вторичной 3 обмотками, причем первичная обмотка

2 трансформатора ) через регулирующий вентильный блок 4 подключена к входным выводам, а к выходным выводам регулирующего вентильного блока 4 подключен ключевой транзисторный регулирующий элемент 5, к выводам вторичной обмотки 3 подключены последовательно соединенные основной вентильный блок 6 и сглаживающий фильтр

7, узел 3 сравнения, входом подключенный к выходным выводам источника питания, а выходом — к входу усилителя 9 постоянного тока, вспомогательный трансформатор 10, первичная обмотка 11 которого подключена к за— жимам питающей сети, а к выводам вторичной обмотки 12 подключен вход вспомогательного вентильного блока

13, к выходу которого подключен резистивный делитель 14 напряжения, к средней точке которого подключен инвертирующий вход компаратора 15, неинвертирующий вход которого соединен с выходом усилителя 9 постоянного тока, а выход — c управляющим входом регулирующего элемента 5.

Стабилизированный источник электропитания работает следующим образом, При подключении входных выводов источника питания к питающей сети переменное синусоидальное напряжение

П, через регулирующий вентильный блок и, регулирующий элемент 5 и си— ловой трансформатор 1 подается на основной вентильный блок 6. Г выхода основного вентильного блока 6 выпрямленное напряжение через сглаживающий .>ильтр 7 поступает на выходные выводы источника питания, Выходное напряжение постоянного тока U,„поступает на узел 3 сравнения, С выхода узла 8 сравнения сигнал ошибки через усили— тель 9 постоянного тока поступает на неинвертирующий вход компаратора 15, причем увеличению напряжения соответствует уменьшение выходного напряжения усилителя 9 постоянного тока. С другой стороны, напряжение питающей сети подается на первичную обмотку 11 вспомогательного трансформатора 10, напряжение вторичной обмотки 12 которого выпрямляется вспомогательным вентильным блоком 13. При этом на резистивном делителе 14 появляется однополярное напряжение, имеюцее форму полусинусоид, совпадающих по форме и фазовому углу с синусоидой питающего напряжения.

До тех пор, пока мгновенное значение напряжения на нижнем плече резис— активного делителя )4 меньше выходного напряжения усилителя 9 постоянного тока, компаратор )5 находится в первом устойчивом состоянии, при котором на его выходе присутствует сигнал, со о тв етст вующий ло гиче ской 1, и ключевой транзисторный регулирующий элемент 5 открыт. Следовательно, в промежуток времени 0 — t (фиг. 2) напряжение питаюцей сети поступает на первичную обмотк 2 силового транзистора 1. Эта часть полупериода в течение времени 0 — t соответствует первой фазе двухсторонней коммутации синусоиды питаюцего напряжения, В тот момент, когда мгновенное значение напряжения на нижнем плече делителя 14 становится больше выходного напряжения усилителя 9 постоянного тока, компаратор )5 переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе появляется сигнал, соответствующий логическому

"0", и регулируюций элемент 5 закрывается, вследствие чего в эту часть полусинусоиды в течение времени t — t напряжение на первичную обмотку 2 силового трансформатора 1 не подается, После достижения максимума мгновенное значение напряжения на нижнем плече делителя 14 начинает уменьшаться и после того, как оно сравнивается с выходным напряжением усилителя 9 постоянного тока, компаратор 15 снова переключается в первое устойчивое состояние, при котором его выходной сигнал соответствует логической "1", )527625

10

50 пользование характеристик транзисторов регулирующего элемента, уменьшается объем и масса источника питания за счет снижения объема и массы сглаживающего фильтра.

Преимущество предлагаемого стабилизированного источника по сравнению с известным заключается в формировании блоком управления импульсов, обеспечиваюших двухстороннюю коммутацию регулирующего элемента с помоцью простого выпрямителя и резисторного делителя напряжения с автоматическим выполнением требования симмети происходит открывание регулирующего элемента 5. Эта часть полупериода в течении времени t — t соответст3 вует второй фазе двухсторонней коммутации питающего напряжения. Таким образом на силовой трансформатор ) поступает напряжение, состоящее из начальной и конечной частей полусинусоиды с симметричным относительно максимального значения синусоиды вырезом.

Такая форма напряжения на входе фильтра соответствует пониженному уровню пульсации выпрямпенного напряжения на выходе сглаживаюцего фильтра 7.

Изменением длительности выреза (промежуток времени t, — ) обеспечивается регулирование выходного напряжения источника питания, Стабилизация выходного напряжения происходит следующим образом.

Например, при увеличении выходного напряжения источника питания уменьшается напряжение на выходе усилителя постоянного тока, т.е. уменьшается значение порогов срабатывания компаратора )5, увеличивается длительность выреза полусинусоиды и.уменьшается выходное напряжение, Применение стабилизированного источника питания наиболее целесообразно при низких выходных напряжениях и значительных токах нагрузки, так как при этом достигается оптимальное исрии управляющих импульсов относительно максимального значения синусоиды питающего напряжения. Это обеспечивает упрощение схем управления, а также уменьшение уровня пульсации выпрямленного напряжения в 2 — 2,5 раза по сравнению с традиционными схемами управления "вертикального" типа с фазовым регулированием или при заданном уровне пульсаций приводит к снижению объема и массы сглаживающего фильтра íà 30 — 407 и источника питания в целом на )Π— )5X, изобретения

Фор мул а

Стабилизированный источник электропитания, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через регулирующий вентильный блок подключена к входным выводам, к выходным выводам регулирующего вентипьного блока подключен ключевой, транзисторный регулирующий элемент, к выводам вторичной обмотки подключены последовательно соединенные основной вентильный блок и сглаживающий фильтр, выходом соединенный с выходными выводами, узел сравнения, входом соединенный с выходными выводами, а выходом — с входом усилителя постоянного тока, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик и упрощения, в него введены вспомогательный трансформатор, вспомогательный вентильный блок, компаратор и резистивный делитель напряжения, первичная обмотка вспомогательного трансформатора соединена с входными выводами, вторичная обмотка вспомогательного трансформатора через вспомогательный вентильный блок соединена с резистивнымделителем напряжения, средняя точка которого соединена с инве ртирующим входом компарато ра, не инве ртирующий вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход — с управляющим входом регулирующего элемента.

Составитель Е.Финогенов

Редактор И.Дербак Техред А.Кравчук Корректор Л.Бескид

Заказ 7509/52 Тираж 738 Подписное

Р КИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101