Вторичный источник электропитания

 

Сущность изобретения: вторичный источник электропитания содержит сетевой выпрямитель 1, формирователь низкочастотных импульсов, состоящий из транзистора 2 с резистором смещения 3, стабилитрон 4, потенциометр 5 и тиристор 6, ограничительный резистор 7, балластный резистор 8, диод 9, сглаживающий конденсатор 10 и преобразователь напряжения 11. Вторичный источник электропитания обеспечивает снижение уровня напряжения на входе преобразователя и его стабилизацию, что позволяет использовать в преобразователе при заданной мощности менее высоковольтные транзисторы, уменьшить амплитуды сквозных токов через них и тем самым существенно повысить надежность вторичных источников питания с бестрансформаторным входом. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 М 5/458

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

О

ЬЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4891515/07 .(22) 17.12.90 (46) 15.12.92, Бюл. М 46 (72) А.P.Äæèìèåà, А.Г,Косневич, Е.Ю.Иленко и В.А.Бурнягин (56) Бас А.А. и др, Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, — М.: Радио и связь, 1987.

Авторское свидетельство СССР .

N- 760342, Н 02 М 5/458, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 1341709, H ОЯ М 5/458, 1983. (54) ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРО ПИТАНИЯ (57) Сущность изобретения: вторичный источник электропитания содержит сетевой, .Я2,«, 1781792 А1 выпрямитель 1, формирователь низкочастотных импульсов, состоящий из транзистора 2 с резистором смещения 3, стабилитрон 4, потенциометр 5 и тиристор

6, ограничительный резистор 7, балластный резистор 8, диод 9, сглаживающий конденсатор 10 и преобразователь напряжения 11.

Вторичный источник электропитания обеспечивает снижение уровня напряжения на входе преобразователя и его стабилизацию, что позволяет использовать в преобразователе при заданной мощности менее высоковольтные транзисторы, уменьшить . амплитуды "сквозных" токов через них и тем самым существенно повысить надежность вторичных источников питания с бестрансформаторным входом. 1 ил.

1781792 трансформатора

Целью изобретения является повышение надежности бестрансформаторных вто10 ричных источников питания.

20 ключен. ко второму выводу первого

25 резистора и коллектору транзистора, 30

35 редственно и через стабилитрон, при этом второй вывод второго резистора подключен

50

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании вторичных бестрансформаторных источников питания различной аппаратуры. 5

В настоящее время получили широкое распространения источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, содержащие сетевой выпрямитель и преобразователь напряжения, либо сетевой выпрямитель, импульсный регулятор напряжения и преобразователь напряжения,, Недостатком таких устройств является то, что на выходе сетевого выпрямителя формируется напряжение постоянного тока весьма высокого уровня (260/340В для однофазной сети напряжением 220В и 450- .

590 В для трехфазной сети напряжением

3808).

Кроме того, для некоторых типов преобразователей напряжение и импульсных стабилизаторов напряжения на их ключевых элементах могут достигать значений, близких к удвоенному выходному напряжению выпрямителя, что существенно снижает надежность преобразователя. Необходимость применения высоковольтных транзисторов ограничивает возможность создания бестрансформаторных источников питания по причине увеличения массы и габаритов, стоимости преобразователей напряжения и устройств их управления. а также к снижению их надежности и КПД.

Известны вторичные источники электропитания с бестрансформаторным входом в которых снижения напряжения на ключевых элементах достигается включением между сетевым выпрямителем и преобразователем параметрического или импульсно- 4

ro стабилизатора напряжения, что приводит к уменьшению КПД, усложнению конструкции и увеличению габаритов устройства и применению в стабилизаторе высоковольтных транзисторов.

Известны также бестрансформаторные источники питания, в которых снижение выходного напряжения сетевого выпрямителя осуществляется путем включения во входную цепь переменного напряжения балластных конденсаторов или резисторов.

Недостатком таких устройств является низкий диапазон мощности и КПД источника.

Наиболее близким по технической сущ- 5 ности к предлагаемому устройству является стабилизированный вторичный источник питания с бестрансформаторным входом, состоящий из сетевого выпрямителя, соединенного через формирователь низкочастотных и высокочастотных импульсов с коммутирующим транзистором, который в свою очередь подключен к обмотке импульсного

Недостатком такого устройства также является необходимость применения высоковольтных транзисторов

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем сетевой выпрямитель, преобразователь напряжения, выход которого соединен с выходом устройства, и транзистор, база которого подключена к первым выводам первого и второго резисторов, согласно изобретению введены дроссель, тиристор, диод, стабилитрон, конденсатор, балластный и регулируемый резисторы, при этом вход сетевого выпрямителя соединен через дроссель со входными выводами устройства, положительный вывод сетевого выпрямителя подэмиттер которого через диод соединен с положительным входным выводом преобразователя напряжения, отрицательный входной вывод которого подключен к отрицательному выводу сетевого выпрямителя, катоду тиристорэ и первым выводам балластного и регулируемого резисторов, вторые выводы которых соединены с эмиттером транзистора, соответственно, непоск аноду тиристора, управляющий электрод которого соединен со средним выводом регулируемого резистора, а параллельно входу преобразователя напря>кения .включен конденсатор.

Поскольку заявляемое решение имеет существенные отличительные признаки, отличающие его от решения прототипа, то, следовательно, заявляемое решение соответствует критерию "новизны".

Поскольку авторам не известны технические решения, которые содержат отличительные признаки заявляемого решения, то можно сделать вывод о том, что заявляемое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Наличия транзистора с резисторами со схемой управления потенциалом базы транзистора позволяет снизить уровень напряжения на входе преобразователя напряжения практически в 2 раза, что приводит к повышению надежности преобразователя и обеспечивает достижение положительного эффекта, 1781792

Кроме того, формирование входного напряжения преобразователя с помощью стабилизатора, регулируемого резистора и емкости стабилизирует его уровень.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема бестрансформаторного вторичного источника питания.

Вторичный источник электропитания состоит из сетевого выпрямителя 1, формирователя низкочастотных импульсов, состоящего из транзистора 2, между коллектором и базой которого включен резистор 3, обеспечивающий смещение. К эмиттеру транзистора 2 (точка А на рисунке) и общему проводу подключено устройство управления, состоящее из последовательно соединенных стабилитрона 4 и потенциометра 5.

К подвижному контакту потенциометра подключен управляющий злектродтиристора 6, катод которого подключен к общему проводу, а анод к резистору 7, соединенному с базовым выходом транзистора 2, Между эмиттером и общим проводом включен балластный резистор 8, Змиттер через диод 9 подключен к сглаживающему конденсатору

10 и преобразователю 11. Для повышения

КПД устройства на входе сетевого выпрямителя 1 установлен дроссель 12.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в сеть в начальный момент времени конденсатор 10 разряжен, тиристор 6 и стабилитрон 4 закрыты. В этом случае транзистор 2 полностью открывается базовым током через резистор 3 и через диод 9 происходит заряд конденсатора 10, Одновременно с зарядом конденсатора 10 увеличивается напряжение между точкой А и общим проводом. При достижении напряжения в точке А, большем напряжения стабилизации стабилитрона 4, на управляющем электроде тиристора 6 появляется импульс напряжения, открывающий тиристор. Открытие тиристора 6 приводит к уменьшению напряжения на базе транзистора 2 до величины, определенной соотношением величин сопротивления резисторов 3 и 7 и скачкообразному уменьшению напряжения между точкой А и общим проводом. При этом диод 9 закрывается, и коллекторный ток транзистора протекает по резистору 6. При уменьшении выходного напряжения сетевого выпрямителя до нуля происходит выключе10

20

45

50 второго резистора подключен к аноду тиристора, управляющий электрод которого соединен со средним выводом регулируемого резистора, а параллельно входу преобразователя напряжения включен конденсатор.

35 ние тиристора 6 и устройство переходит в исходное состояние. На интервале времени между полупериодами конденсатор 10 частично разряжается входным током преобразователя напряжения 11. В каждых полупериодах напряжение в точке А достигает значений больших, чем напряжение конденсатора 10, но меньших напряжения включения тиристора, происходит подзаряд конденсатора 10, формируются импульсы напряжения для открытия тиристора 6 и за крытия транзистора 2.

Заявляемое устройство обеспечивает снижение уровня напряжения на входе преобразователя и его стабилизацию, что позволяет использовать в преобразователе при заданной мощности менее высоковольтные транзисторы, уменьшить амплитуду

"сквозных" токов через них и тем самым существенно повысить надежность вторичных источников питания с бестрэнсформаторным входом.

Формула изобретения

Вторичный источник электропитания, содержащий сетевой выпрямитель, преобразователь напряжения. выход которого соединен с выходом устройства и транзистор, база которого подключена к первым выводам первого и второго резисторов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, введены дроссель, тиристор. диод. стабилитрон, конденсатор, балластный и регулируемый резисторы, при этом вход сетевого выпрямителя соединен через дроссель с входными выводами устройства, положительный вывод сетевого выпрямителя подключен к второму выводу первого резистора и коллектору транзистора. эмиттер которого через диод соединен с положительным входным выводом преобразователя напряжения, отрицательный входной вывод которого подключен к отрицательному выводу сетевого выпрямителя, катоду тиристора и первым выводам балластного и регулируемого резисторов, вторые выводы которых соединены с эмиттером транзистора соответственно, непосредственно и через стабилитрон, при этом второй вывод