Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение может быть использовано в качестве источника вторичного питания с расширенными функциональными возможностями и повышенным КПД. Устройство состоит из силового трансформатора 3, первичная обмотка которого соединена с источником питания, а вторичная, выполненная со средним выводом, соединена с силовыми транзисторами 4,5 по схеме выпрямления. Ограничительный элемент 8 включает дополнительный трансформатор 9, вторичная обмотка которого выполнена со средним выводом и соединена с дополнительным вентильным элементом 10 по схеме выпрямления , а его первичная обмотка средним выводом подключена к среднему выводу -вторичной обмотки силового трансформатора 3, а крайними выводами - к эмиттерам согласующих транзисторов 11,12, коллекторы которых соединены с базами транзисторов 4.5, соответственно, а базы через токозадающие резисторы 13, 14 - с крайними выводами вторичной обмотки силового трансформатора 3. При этом, мощность ограничительного элемента 8 используется для формирования дополнительного выходного напряжения. 2 ил. ч Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

IsIIs Н 02 M 7/217

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886138/07 (22) 27.11.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) С.Т.Дремов, Л,М.Попиль, П,Б.Карев и

С.Б.Власов (56) Мкртчян Ж.А. Основы построения vclройств электропитания ЭВМ. — М.; Радио и связь, 1 990.

Авдеев В.В. и др. Функциональные устройства систем электропитания наземной

РЭА. — М.: Радио и связь, 1990, с.156, рис, 4.27, 4.28.

Там же, с.156, рис.4,29. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение может быть использовано в качестве источника вторичного питания с расширенными функциональными возможностями и повышенным КПД. Устройство состоит из силового трансформатора 3, пер„.,. Ы„„1781801 А1 вичная обмотка которого соединена с источником питания, а вторичная, выполненная со средним выводом, соединена с силовыми транзисторами 4,5 Ilo схеме выпрямления, Ограничительный элемент 8 включает дополнительный трансформатор 9, вторичная обмотка которого выполнена со средним выводом и соединена с дополнительным вентильным элементом 10 по схеме выпрямления, а его первичная обмотка средним выводом подключена к среднему выводу .. вторичной обмотки силового трансформатора 3, а крайними выводами — к эмиттерам согласующих транзисторов 11, 12, коллекторы которых соединены с базами транзисторов 4.5, соответственно, а базы через токозадающие резисторы 13, 14 — с крайни- . Б ми выводами вторичной обмотки силового трансформатора 3. При этом, мощность ограничительного элемента 8 используется для формирования дополнительного выходного напряжения. 2 ил.

1781801

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников вторичного электропитания.

Известны полупроводниковые устройства, предназначенные для выпрямления переменного напряжения в постоянное.

В одном из известных устройств для снижения мощности рассеяния в качестве вып рямительных элементов используются диоды с барьером Шотки. Недостатком такого выпрямительного устройства является недостаточно высокий КПД из-за большого падения напряжения на диодах.

В другом известном выпрямительном устройстве более высокий КПД достигается за счет использования в качестве выпрямительных элементов силовых транзисторов с управлением по цепи база-эмиттер с помощью напряжений вспомогательных обмоток. Недостатками данного устройства являются сложность схемного построенИя, т.к. содержатся вспомогательные обмотки, и узкая функциональная возможность, поскольку формируется только одно выходное

--=-напряжение.

Из известных выпрямительныx устройств наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения источника питания, а вторичная обмотка выполнена со средним выводом, образующим один из выходных выводов для подключения нагрузки, два силовых транзистора, коллекторы которых объединены в общую точку, образующую другой выходной вывод, а эмиттер каждого из которых соединен с соответствующим крайним выводом вторичной обмотки силового трансформатора, и ограничительный элемент.

Известный преобразователь переменного напряжения в постоянное прост в схемном выполнении из-за отсутствия вспомогательных обмоток, Однако известный преобразователь обладает узкой функциональной возможностью, т.к, имеется только один выхОдкой канал, и недостаточно высоким КПД из-за мощности рассеяния ограничительного элемента, Целью изобретения является расшире5

50 ние функциональных воэможностей с одно- 55 временным повышением КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем силовой трансформатор, первичная обмотка котороro соединена с входными выводами для подключения источника питания, а вторичная обмотка выполнена со средним выводом, образующим один из ьыходных выводов для подключения нагрузки, два силовых транзистора, коллекторы которых объединены в общую точку, образующую другой выходной вывод, а эмиттер каждого иэ которых соединен с соответствующим крайнйм выводом вторичной обмотки силового трансформатора, и ограничительный элемент, дополнительно введены два токозадающих резистора и два согласующих транзистора, коллектор каждого из которых соединен с базой соответствующего силового транзистора, а база через один из токозадающих резисторов — с эмиттером того же силового транзистора, а ограничительный элемент выполнен в виде дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого средним выводом соединена со средним выводом вторичной обмотки cHIloBolo трансформатора, а крайними выводами подключена к эмиттерам соответствующих согласующих транзисторов. при этом вторичная обмотка дополнительного трансформатора соединена с дополнительными вентильными элементами по схеме выпрямления, выход которой образует дополнительные выходные выводы для подключения нагрузки, Дополнительный трансформатор выполняет функцию ограничительного элемента и одновременно формирует дополнительное выходное напряжение.

Проведенный анализ научно-технической и патентной литературы не выявил аналогичных технических решений.

На фиг,1 приведена электрическая схема предлагаемого преобразователя переменного напряжения в постоянное, на фиг.2 — вариант ее выполнения.

Предлагаемый преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит входные выводы 1, 2 для подключения источника питания, силовой трансформатор, 3, силовые выпрямительные транзисторы

4,5, первый 6 и второй 7 выходные выводы для подключения нагрузки, ограничительный элемент 8, включающий дополнительный трансформатор 9 и дополнительные вентильные элементы 10, а также согласующие транзисторы 11,12, токозадающие резисторы 13, 14 и дополнительные выходные выводы 15. 16 для подключения нагрузки.

Первичная обмотка силового трансформатора 3 соединена с выходными выводами

1,2 для подключения источника питания.

Коллекторы силовых выпрямительных транзисторов 4, 5 соединены с первым выход1781801

45

50 ным выводом 6 для подключения нагрузки, эмиттеры их соединены с крайними выводами вторичной обмотки силового трансформатора 3, средний вывод которой подключен ко второму выходному выводу 7, э базы через переходы коллектор-эмиттер соответствующих согласующих транзисторов 11, 12 соединены с крайними выводами первичной обмотки дополнительного трансформатора 9, средний вывод которой соединен со средним выводом вторичной обмотки силового трансформатора 3, а вторичная обмотка через дополнительные вентильные элементы 10, включенные по схеме выпрямления, подключена к дополнительным выходным выводам 15, 16 для подключения нагрузки, Базы согласующих транзисторов 11, 12 через токозадающие резисторы 13, 14 соединены с крайними выводами вторичной обмотки силового трансформатора 3.

Предлагаемый преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом, В зависимости от полярности напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора 3 отперт один из силовых выпрямительных транзисторов 4 или 5. При этом через согласующие транзисторы 11 или 12 и соответственно полуобмотки первичной обмотки дополнительного трансформатора 9 протекают базовые токи силовых выпрямительных транзисторов 4, 5. В результате на вторичной обмотке дополнительного трансформатора 9 формируется переменное напряжение, которое выпрямляется с помощью дополнительных вентильных элементов 10 и поступает на дополнительные выходные выводы 15, 16 для подключения нагрузки. В качестве дополнительных вентильных элементов 10 могут быть применены транзисторы, включенные по схеме синхронного выпрямителя (фиг.2), Напряжения выходных выводов 6, 7 и 15, 16 могут быть включены последовательно.

Таким образом получен преобразователь переменного напряжения в постоянное, в котором мощность ограничительного элемента 8 используется для формирования дополнительного выходного напряжения. что обеспечивает расширение его функцио5

35 нальных возможностей и одновременно повышает общий КПД.

Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность и положительные качества предлагаемого преобразователя переменного напряжения в постоянное. По сравнению с прототипом в предложенном преобразователе переменного напряжения в постоянное количество выходных напряжений увеличено в 2 раза и одновременно на 5 g, повышен КПД. Количество выходных напряжений может быть увеличено путем предусмотрения нескольких вторичных обмоток дополнительного трансформатора 9, Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения источника питания, а вторичная обмотка выполнена со средним выводом, образующим один из выходных выводов для подключения нагрузки, два силовых транзистора, коллекторы которых объединены в общую точку, образующую другой выходной вывод, а эмиттер каждого из которых соединен с соответствующим крайним выводом вторичной обмотки силового трансформатора, и ограничительный элемент, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью расширения функциональных возможностей с одновременным повышением КПД, дополнительно введены два токозадающих резистора и два согласующих транзистора, коллектор каждого из которых соединен с базой соответствующего силового транзистора, а база через один иэ токозадающих резисторов — с эмиттером того же силового транзистора, а ограничительный элемент выполнен в виДе дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого средним выводом соединена со средним выводом вторичной обмотки силового трансформатора, а крайними выводами подключена к эмиттерам соответствующих согласующих транзисторов, при этом вторичная обмотка дополнительного трансформатора соединена с дополнительными вентильными элементами по схеме выпрямления, выход которой образует дополнительные выходные выводы для подключения нагрузки, 1781801

Редактор

Заказ 4280 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101, Составитель С.Дремов

Тех ред М.Моргентал Корректор Н,Тупица дух.у

ыхg г