Источник питания с бестрансформаторным входом

 

(113746836

Союз Советских

Сощиалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 300178 (21) 2573217/24-07: с присоединением заявки N2 (23) Приоритет

Опубликовано 0 70780. Бюллетень Мо 2 5

Дата опубликования описания 070 780 (51)М. Кл;2

Н 02 М 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 314..632 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ã. Гонцов и В.П. Мартынов (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫМ

ВХОДОМ

Изобретение относится к области силовой электротехники и может использоваться при разработке вторичных источников питания.

Известны источники питания с бестрансформаторным входом, в которых запуск осуществляется с помощью емкостного накопителя (1) и t 2) ..

Недостатком его является появление больших токов, обусловленных процессами, таких как заряд конденсаторов выходных фильтров, насыщение трансформатора, протекающих в мо-, мент запуска через силовые элементы, что приводит к частому выходу из строя конвертора.

Задачу ограничения тока включения при пуске можно решить, включив на входе конвертора ограничивающий резистор, который в нормальном режиме шунтируется, например, тиристором (3) .

Однако такое решение имеет относительную сложность. 25

Известны также устройства, использующие включение тиристора в цепь между выпрямителем и фильтром и являющиеся регулируемыми источниками питания постоянного тока без звейа Щ() 2

/ высокочастотного преобразования напряжения, при этом тири стор выполняет роль регулятора напряжения (4).

Известен источник питания с бестран сформаторным входом, содерж ащий входной выпрямитель, к выходу которого через тиристор подключен фильтр, ключевой усилитель мощности, выходной выпрямитель с емкостным фильтром, задающий генератор, цепь питания которого соединена с выходными выводами через ключевой элемент и пусковой резистор (5) .

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности источника питания с бестрансформаторным входом. указанная цель достигается тем, что в источник питания с бестрансформаторным входом, содержащий входной выпрямитель, к выходу которого через тиристор подключен фильтр, ключевой усилитель мощности, выходной выпрямитель с емкостным фильтром, задающий.генератор, цепь питания которого соединена с выходными выводами через ключевой элемент и ггусковой резистор, введены дополнительный резистор, диод, стабилитрон и

746836 4 транзистор, причем цепь управления тиристора соединена с выходом задающего генератора, его анод через пусковой резистор подключен к точке соединения дополнительного резистора с анодамк диода и стабилитрона, свободный конец дополнительного резис тора подключен к одному их выходных выводов, являющимся общим, катод диода соединен с другим выходным вы- . водом и с эмиттером транзистора, база которого подключена к катоду стабилитрона, а коллектор — к управляющему выводу ключевого элемента.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема источника питания; на фиг. 2 - диаграммы напряжений элемен- 15 тов устройства.

Предлагаемый источник содержит входной выпрямитель 1 переменного напряжения (например, сети 220 В 20

50 Гц), входной фильтр 2, тиристор

3,. усилитель мощности 4; трансформатор усилителя мощности 5, Модной выпрямитель с емкостным фильтром (конденсатором) б, пусковой резистор

7, диод 8, резистор 9, стабилитрон

l0, транзйстор 11, задающий генератор 12 и ключевой управляемый элемент 13..

Предлагаемый источник работает щ() следующим образом.

Нри подключении к источнику переменного синусоидального напряжения тиристор 3 заперт, напряжение на входном фильтре 2 равно нулю,на чинается заряд конденсатора б через пусковой резистор 7 и диод 8. На фиг. 2 U íàïðÿæåíèå на выходе выпрямителя 11 U,(напряжение, которое было бы на резисторе 9 при отключении цепей нагрузки резистора 7 и

9; 09 " реально существующее напряжение на резисторе 9; U — напряжение на конденсаторе б; U — напряжение пробоя стабилитрона 10. Напряжение на цепочке из последовательно соединенных стабилитрона и базаэмиттерного перехода транзиСтора 11 ранно разности напряжений U и U .

Когда это напряжение достигает величины U » стабилитрон 10 пробива- . ется, открйвается транзистор 11 и напряжение конденсатора б Ц прикла", дывается к управляющему выводу ключевого элемента 13, который подключает конденсатор б к задающему гене:ратору 12. На выходе задающего генератора появляются импульсы управления, которые включают тиристор 3.

В дальнейшем задающий генератор питается с выхода ключевого усилителя мощности 4. Из приведенных ди- 60 аграмм видно, что нключение происходит в момент времени, когда напряжение источника питания близко к нулю. Заряд конденсатора б происхо цит при нарастании входного напря-, я жения от нуля, поэтому ток заряда ,не может превышать величины > cd0/сй/ =Сш0„, где С .— приведенная емкость выходного фильтра;

U амплитуда напряжения источника питания;ю =2ху - круговая частота сети, При произвольном моменте включения ток ограничивается лишь сопротивлением приводов, переходами полупроводниковых элементов, сопротивлением фильтров.

Кроме того, так как работа усилителя мощности начинается при низких напряжениях на входе, магнитная сис- тема трансформатора усилителя мощности начинает перемагничиваться по неполному циклу. Вследствие этого, при достижении номинального напряжения магнитная система оказывается подготовленной, не будет входить в насыщение и через усилитель мощности не будут протекать большие токи намагничивания.

Как видно из -диаграммы, включение может произойти в момент времени, отличного от нуля при 04 = U . Это объясняется тем, что в последний промежуток времени заряда конденсатор б заряжается до напряжения больше Бо„ на величину О . Оцнако, если постоянная времени цепи заряда много больше полупериода питающей сети (это условие всегда выполняется для подобных устройств запуска), то за каждый промежуток времени заряда конденсатор заряжается на величину много меньшую Uo„è,следовательно, много меньшую U Поэтому данное обстоятельство не оказывает существенное влияние на бросок тока при запуске, и практически можно считать, что запуск происходит при переходе напряжения источ( ника питания через нуль.

В качестве ключевого элемента

13 можно использовать тиристор, либо релейный усилитель без стабилитрона на входе.

Применение предлагаемого изобретения значительно повышает надежность источника питания с бестрансформаторным входом, упрощая его и снижая массо-габаритные характеристики.

Формула изобретения

Источник питания с бестрансформаторным входом, содержащий. входной вы11рямитель, к выходу которого через тиристор подключен фильтр, ключевой усилитель мощности, выходной выпрямитель с.,емкостным фильтром, задающий генератор, цепь питания которого соединена с выходными выводами через ключевой элемент и пусковой резистор, о т л и ч а ю щ и й

746836

Puz. /

Составитель Л. Устинкина

Редактор О. Филиппова Техред Ж. Кастелевич Корректор lI . Назарова

Эакаэ 3971/49 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета IÑÑÑÐ по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с я тем, что, с, целью упрощения и повышения надежности, введены дополнительный резистор, диод, стабилитрон и транзистор, причем цепь управления тиристора соединена с выходом задающего генератора, его анод через пусковой резистор подключен к точке соединения дополнительного резистора с анодами диода и стабилитрона, свободный конец дополнитель- . ного резистора подключен к одному иэ выходных выводов, являющимся общим, катод диода соединен с другим выходным выводом и с змиттером транзистора, база которого подключена к катоду стабилитрона, а коллектор— к управляющему выводу ключевого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смольников Л.Е, и Шаров Л.Н.

Вопросы запуска стабилизированных транзисторных конверторов, питающихся от высокого напряжения. Устройства вторичных источников электропитания РЭА . Материалы семинара, Москва, 1976, рис. 1.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 483744, кл. Н 02 М 7/511, 1975.

3. Эаявка ФРГ Ф 2247816, кл. Н 02 Н 9/02, 1975.

4. Патент США Р 3597675, кл. 321-14, 1972.

5. Патент ЧССР, Р 132456, кл. 21al 12/02, 1968.