Стабилизированный источник питания постоянного напряжения

 

111) бОООЗдв

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ, Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.11.76 (21) 2421116/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) М. Кл.-

G 05F 1/56

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.04.79. Б1оллетень ¹ 16 j (53) УДК 621.316.722.

1 .1 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.04.79 по делан изобретений н открытий (72) Автор изобретения

1. Л. Хренников (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ПОСТОЯ Н НОГО НАПРЯЖЕН ИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для стабилизации постоянного напряжения.

Известен стабилизированный источник питания, который содержит блок управления, выпрямитель, задающий генератор с обмотками на выходе, диоды, две группы по два транзистора, силовой трансформатор с первичной обмоткой, с каждой сгороны которой имеется rо две отпайки, к средним отпайкам которой транзисторы подключены коллекторами непосредственно, а к остальным отпайкам через диоды (l j.

11едостатками известного источника питания «вляюIñÿ большая динамическая нестабильность выходного напряжения, обусловленная наличием 1 С-фильтра в контуре регулирования и большой уровень генерируемых помех, обусловленный импульсным характером тока потребления из сети.

Известен также стабилизированный источник питания, который содержит блок управления и выпрямитель с фильтром, подключенные к выходным выводам, задающий генератор с обмотками на выходе, диоды, по меньшей мере две группы транзисторов по два в каждой, силовой трансформатор с первичной обмоткой со средней точкой и по меньшей морс с двумя отпайками с каждой стороны, причем транзисторы первой группы подключены коллекторами к средним отпайкам непосредственно, а транзисторы второй и последую5 щих групп подключены коллекторами к соответствующим отпайкам через диоды,(2).

Недостатками известного стабилизиро. ванного источника питания постоянного напряжения являются большая динамиче10 скан нестабильность выходного напряжения, высокий уровень генерир) емых помех, а т:кже низкий КПД.

Целью изобретения является уменьшение динами 1еской нсстабильности выходного

15 напряжения и уровня генерируемых помех, а также повышение КПД.

Для этого в стабилизированном источнике питания постоянного напряжения, содержащем блок управления и выпрямитель с филыром, подключенные к выходным выводам, задающий генератор с обмотками на выходе, диоды, по меньшей мсрс дв группы транзисторов по два в каждой, силовой трансформатор с первичнои обмоткой со средней точкой и по меньшой»сре с двумя отпайками с каждой стороны, причем транзисторы первой группы подключены коллекторами к средним отпайкам непосредственно, а транзи30 стопы второй и последующих групп под660034 ключены коллекторами к соответствующим отпайкам через диоды, эмиттср каждого транзистора предыдущей группы соединен с базой соответствующего транз1 .стсра последующей группы, эмиттеры транзкстОрОВ последней группы подключены к одному из входных выводов источника, базы транзисторов первой группы через диоды подключены к крайним выводам одной пз выходных обмоток задающего генератора, средняя точка которой через дополнительно введенный регулируемый элемент соедиHeíB с указанным входным выводо,l, пр)1чем управляюгций вход регулир юп)его элемента подключен к выходу блока управления.

Кроме этого, эмиттсрно-базовый переход каждого транзистора шунтирован цепью из соответствующей обмотки задающего генератора и диода.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизированного источника питания постоянного напряжения.

Стабилизированный источник г:итания содержит силовые транзисторы 1 — 8, диоды 9 — 14, силовой трансформатор 15, задающий генератор 16 с обмотками 17 — 23на его выходе, к средней точке последней:!одключен регулирующий элемент 24 непрерывного типа, в качестве которого может быть использован транзистор, а также выходная цепь оптрона в виде фоторсзистора и:IH фототранзистора, входную цепь регулирующего элемента 25, подключенную и выходу блока 26 управления, выходной силовой выпрямитель 27. Элементы 1 — 12 составляют силовую часть регулируемого мостового инвертора. Транзисторы 7 и 8 могут отсутствовать, при э-.ом плкн (- - ) входного напряжения должен быть подан па среднюю точку первичной обмотки трансформатора 15. Генератор 16 питается со входа источника питания, а устройство 26 можег питаться от дополнительной обмотки генератора 16 через выпрямите:!ь. 1ранзисторы 1 и 2 относятся к транзисторам первой группы, транзисторы 3 v.

4 — второй, транзисторы 5 и 6 — последук)щей группы.

Стабилизированный источник питания работает следующим образом.

Генератор 16 генерирует на оомотках

17 — 23 переменное напряжение прямоугольной формы. Г1од действием напряжения на обмотке 23, в один из полупериодов в цепи базы транзистора 1 протекает ток, ограниченный элементом 24. Одновременно генератором 16 открывается и поддерживается в режиме насыщения транзистор 7. При максимальном входном напря>кении одновременно с транзистором / пропускает силовой ток транзистор 5, причем последний не находится в насыщенном состоянии, а имеет на коллекторе излишек

1,)

"5

3i)

55 ()0

4 входного напряжения. Транзисторы 1 и 3 в этот момент времени )играют роль согла1 Олсбания

H тока нагрузки обрабатываются контуром обратной связи, содержащем элсмснты 26, 25, 24, 23, 13, 1, 3, 5, 15, 27. Транзисторы

2, 4, 6, 8 в этот пол> период заперты обмотками 18, 20, 22, имсю)цим1:. н!!пр!!>кс!!и!.

2 — 3 В. В следующий полупсриод силовой ток пропускают транзисторы 6 и 8, при этом регулировани . осуltlecTBëястся транзистором 6, а псчет ыс транзисто;)ы закрыты.

При уменьшении входного напряже1!ия

В СООТВСТСТВУIОЩПС Д,IЯ НИХ ПОЛТ 1!СPI:OÄÛ напри>кения задающего rcañðà".îðà работают транзисторы 3 и 4, 1 и 2.

Уменьшение входного напряжения вызывает умсньше IHe;07лекторного напряжения транзистора 5, которое через некоторос время г)риближается к нулевому зна С Н 1110, П О С Л С 1 С Г О 11 C Л С Д С Т Б И С I! С К i T 0 О О Г О снижсния выходноl О и а яряжсния Bblilpiiмителя 27 v. увеличения тока через регулируюгций элемент 24 B работу вступает транзистор 3, при этом на его коллекторном переходе имеется достато гное для его работы напряжение. Силовой ток идет:;срез диод 9 и база-эмиттсрный переход транзистора 5). ),иод 11 заперт обратным напряжением. При дальнейшем уменьшении входного:на:)р яжсния посл е на сы щения транзисгора 3 работает транзистор при этом диоды 11 и 9 заперты, а с.!ловой ток идет через базы-эм1. ттсрные переходы транзисторов 3 и 5.

Изменение тока 1срсз регулиру)ощий элемент 24:Ipи переходе силового тока с транзистора на транзистор невелико, так как силовые транзисторы 1, 3 при работе

Ifx в качестве *согласу)ощих с малыми токами коллектора имеют в этoil режиме малый коэффициент усиления (около 2 — 3).

Максималы!ое напряжение на регулирующем транзисторе 1!ри пропуск !>!пи им си. 1:)!),) О 01;;.! б, te i,) а !)1! !), d 1:11,! Йоразоъ), диапазону изменения входного напряжения, уменьшенному во столько раз, сколько групп транзисторов включено в схему (для схемы, представленной на черте>ке в

3 раза). Количество групп транзисторов может быть и больше трех. Потери мощности на регулирование при этом невелики и уменьшаются с увеличением числа групп транзисторов. Обмотки 17 — 22 осушсств"",iiют быстрое выключение транзисторов по контуру с низким сопротивлением, а в течение остальной части полупериода не пропускают тока, что также повышает КПД источника.

Данный источник питания особенно эффективен при питании его повышенным напряжением 180 — 310 В, что позволяет питать его от бестрансформаторного сетевого выпрямителя. Отсутствие широтно-им660034

ыхад

Редактор Ю. Челюканов

Составитель А. Колоколкин

Корректоры: Л. Орлова и Л. Брахнина

Заказ 556/6 Изд. ¹ 267 Тираня 1014 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти11

113035, Москва. 7К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография. пр. Сапунова, 2 пульсного регулирования исключает потребление из сети импульсных токов. Изменение входного тока при смене полупериодов может быть сглажено небольшой емкостью на входе, т. е. существенно уменьшены уровень генерируемых помех и влияние питающей сети. Отсутствие широтно-импульсного регулирования позволяет исключить сгла;кивающий дроссель в выпрямителе 27, а емкость на его выходе значительно уменьшить, что значительно повышает быстродействие контура обратной связи, в связи с чем значительно уменьшены выбросы и провалы выходного напряжения при изменении напряжения сети и 15 особенно при изменении тока нагрузки, т. е. уменьшена динамическая нестабильность выходного напряжения.

Формула изобретения

1. Стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содер>кащий блок управления и выпрямитель с фильтром, подключенные и выходным выводам, задающий генератор с обмотками на выходе, 25 диоды, по меньшей мере, две группы транзисторов по два в каждой, силовой трансформатор с первичной обмоткой и, по меньшей мере, с двумя отпайками с каждой стороны, причем транзисторы первой груп- 30 пы подключены коллекторами к средни;I отпайкам непосредственно, а транзисторы второй и последующих групп подключены коллекторами и соответствующим отпайкам через диоды, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической нестабильности выходного напряжения и уровня генерируемых помех, эмиттер каждого транзистора предыдущей группы соединен с базой соответствующего транзистора последующей группы, эмиттеры транзисторов послсднси группы подключены к одному из входных выводов источника, базы транзисторов первой группы через диоды подключены к крайним выводам одной из выходных оомоток задающего генератора, средняя точка которой через дополнительно введенный, регулирующий элемент соединена с указанным входным выводом, причем управляющий вход регулирующего 3;Icмснта подключен к выходу блока управления.

2. Стабилизированный источник по п. 1, от III÷à1ощийся тем, что, с целью повышения КПД, эмиттерно-базовый переход каждого транзистора шунтирован цепью из соответствующей обмотки задающего генератора и диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизс

1. Устройство вторичных источников электропитания РЭА, материалы семинара, М., 1976, Московский Дом научно-технической пропаганды, с. 110, рис. 2.

2. Лвторское свидетельство СССР

¹ 505100, кл. Н 02М 5 42, 1975,