Система стабильного электропитания

 

CHCTEI-Ui СТАБИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ/ содержащая импульсный стабилизатор напряжения, состоящий из регулирующего элемента, силового LC -фильтра с блокирующими диодами и nepJBbw и вторым конденсаторами , образующими делитель напряжения , узла сравнения, усилителя обратной связи, вход которого соединен с выходом узла сравнения, широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с усилителем обратной связи, а выход - с управляк им входом регулирующего элемента, преобразователь постоянного напряжения в переменное, состоящий из первого и второго транзисторов, силового трансформатора, одна вторичная обмотка которого соединена с выводами для подключения на грузки , причем вход узла сравнения подключен к другой вторичной обмотке силового трансформатора, о т личающаяся тем, что, с целью уменьшения пульсации входного тока и упрощения, дополнительно вв.едены трансформатор и отсекающие диоды, а регулирующий злемент выполнен в виде двух соединенных эмиттерами и связанных с отрицательНЫМ .-ТБХОДНЫМ выводом силовых транзисторов , коллекторы которых соответственно через две идентичные обмотки введенного трансформатора соединены с отрицательными выводами первого и второго конденсаторов делителя, при этом положительные выводы второго и первого конденсаторов делителя соединены соответственно с коллекторами первого и второго транзисторов преобразо л вателя .и через введенные отсекающие диоды и дроссельLC -фильтра с положительным выводом для подключения источника питания, блокирующие диоды катодами подключены к положительному вводу источника питания, анодами - к коллекторам транзисторов регулирующего элемента , а первичная обмотка трансформатора преобразователя включена межсг ду коллекторами первого и второго ел транзисторов преобразователя, эмиттеры и базы которых соединены соот00 ветственно с концом первой и нача .j:;: лом второй и отводами обмоток о введенного трансформатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) I

) (!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ)ТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3495866/24-07 (22) 01. 10. 82 (46) 07. 01; 84 ° Бюл. 91 (72 ) В. A. Поляков, И. Г. Гуэов ский и A.)1. Кашкаров (53) 621. 316, 722. 1 (088 8, (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 628479, кл Q 05 V 1/64, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 855641, кл Q 05 F 1/56, 1979. (54) (57) СИСТЕМА СТАБИЛЬНОГО ЭЛЕКТP0IIHTAHHH, содержащая импульсный стабилизатор напряжения, состоящий из регулирующего элемента, силового LC -фильтра с блокирующими диодами и первым и вторым конденсаторами, образующими делитель напряжения, узла сравнения, усилителя обратной связи, вход которого соединен с выходом узла сравнения, широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с усилителем обратной связи, а выход — с управлякдим входом регулирующего элемента, преобразователь постоянного напряжения в переменное, состоящий из первого и второго транзисторов, силового трансформатора, одна вторичная обмотка которого соединена с выводами для подключения нагрузки, причем вход узла сравнения подключен к другой вторичной обмотке силового трансформатора, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения пульсации входного тока и упрощения, дополнительно введены трансформатор и отсекающие диоды, а регулирующий элемент выполнен в виде двух соединенных эмиттерами и связанных с отрицательным:-входным выводом силовых транзисторов, коллекторы которых соответственно через две идентичные обмотки введенного трансформатора соединены с отрицательными выводами первого и второго конденсаторов делителя, при этом положительные выводы второго и первого конденсаторов делителя соединены соответственно с коллекторами первого и второго транэиСторов преобразователя и через введенные отсекающие диоды и дроссель(.С -фильтра с положительным выводом для подключения источника питания, блокирующие диоды катодами подключены к положительному вводу источника питания, анодами — к KoëëåêToðàì транзисторов регулирующего элемента, а первичная обмотка трансформатора преобразователя включена между коллекторами первого и второго транзисторов преобразователя, эмиттеры и базы которых соединены соответственно с концом первой и началом второй и отводами обмоток введенного трансформатора.

)а ЬВ4О

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания, Известен источник электропитания постоянного напряжения, содержащий

5 последовательно соединенные импульсный регулятор, LB -фильтр с делителем напряжения ка кокден— саторах и преобразователь постоянного напряжения н переменное (иквертор), н котором приняты меры для снижения уровня напряжения на элементах схемы путем подключения к точке соединения конденсаторов делителя напряжения полумостоного ик- 15 нертора одной из обкладок конденсатора входного LC -фильтра Ц, Недостатком устройства является неравное деление входного напряжения ка конденсаторах делителя, опре- () деляемое значительным разбросом номинальной величины емкости конденсаторов делителя и различным изменением емкости конденсаторов в процессе их старения, изменения температуры окружающей среды и т. д, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является система стабильного электропитания, содержащая импульсный стабилизатор напряжения, состоящий из регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между входным выводом и дросселем силового фильтра, конден. саторов силового фильтра, включенных по схеме делителя напряжения, входбм подключенного к входу узла сравнения, выход которого через усилитель постоянного тока и широтноимпульсный модулятор соединен с управляющим входом регулирующего 46 элемента, блокирующего диода, один электрод которого подключен к точке соединения регулирующего элемента с дросселем силового фильтра, и преобразователь постоянного напря- 45 жения в переменное, В такой системе стабильного питания обеспечивается автоматическое ныраннивание напряжения на конденсаторах делителя силового фильтра н результате параллельного подключения к одному из конденсаторов делителя напряжения цепочки, состоящей иэ последовательно соединенной с коммутирующим диодом вторичной обмотки дросселя силового

Фильтра (2).

Недостатками известного устройства являются большая пульсация входного тока и необходимость в самостоятельном узле управления пре-. образователя, который не используется для стабилизации (регулирования)напряжения, что не позволяет полностью реализовать возможности системы электропитания н целом, Цель изобретения — улучшение характеристик системы электропитания путем уменьшения пульсации тока, потребляемого от первичного источника и упрощение путем исключения самостоятельного узла управления транзисторами преобразователя. поставленная цель достигается тем„ что н систему стабильного электропитания, содержащую импульсный стабилизатор напряжения, состоящий из регулирующего элемента, силового (,С-фильтра с блок ирующими диодами и первым и вторым конденсаторами, образующими делитель напряжения, узла сравнения, усилителя обратной связи, вход которого соединен с выходом узла сравнения„ широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с усилителем обратной связи: а выход — с управляющим входом регулирующего элемента„ преобраэонатель постоянного напряжения в переменное, состоящий из первого и второго транзисторон, силового трансформатора, одна вторичная обмотка которого соединена с выводами для подключения нагрузки, причем вход узла сравнения подключен к другой вторичной обмотке силового трансформатора, дополнительно нведены трансформатор и два отсекающих диода, а регулирующий элемент выполнен н виде двух соединенных эмиттерами и связанных с отрицательным входным выводом силовых транзисторов, коллекторы которых через две идентичные обмотки введенного трансформатора соединены с отрицательными выводами конденсаторов делителя, при этом положительные выводы конденсаторов делителя соединены соответственно с коллекторами первого и второго тракзисторон преобразователя и через указанные отсекающие диоды и дроссель.(с -фильтра — с положительным нынодсм источника питания вместе с катодами блокирующих диодов, анодами сое,диненных с коллекторами транзисторов регулирующего элемента, Кроме того, первичная обмотка трансформатора н преобразователе включена межу вторыми (положительными) выводами конденсаторов.ЬС-фильтра и коллекторами транзисторов преобразователя, эмиттеры и базы которых соединены соответстненно с концом и началом и отводами обмоток введенного трансформатора.

На чертеже представлена функциональная схема системы стабильного электропитания, Система стабильного электропитания содержит импульсный стабилиза1065840 тор 1 и преобразователь 2 постоянного напряжения в переменное, являющийся нагрузкой для стабили;;атора 1.

Импульсный стабилизатор 1 содержит регулирующий элемент — транзисторы

3 и 4, подключенные эмиттерами к отрицательному вводу источника питания, Коллекторы транзисторов 3 и 4 соединены соответственно, с началом первой и концом второй обмоток трансформатора 5 и анодами блокирующих диодов 6 и 7, катоды которых подключены к положительному вводу источника питания, Конец первой обмотки трансформатора 5 соединен с отрицательным вы- 15 водом первого конденсатора 8, а начало второй обмотки трансформатора 5 — с отрицательным выводом второго конденсатора 9 делителя напряжения сглаживающего фильтра, 20 дроссель 10 которого подключен между положительным вводом источника питания Е и анодами отсекающих диодов 11 и 12, катоды которых соединены с.положительными вывода- 25 ми конденсаторов 8 и 9, с первичной обмоткой трансформатора 13 преобразователя 2. Первый транзистор 14 преобразователя 2 коллектором подключен к положительному вывоцу конденсатора .9, а второй транзистор

15 преобразователя 2 коллектором пбдключен к положительному выводу конденсатора 8. Эмиттеры транзисторов 14 и 15 преобразователя 2 соединены с отрицательйыми выводами конденсаторов 8 и 9, а базами †. с отводами первой и второй обмоток трансформатора 5 ° Нагрузка 16 подключена к одной из вторичных обмоток трансформатора 13, а другая 4О вторичная обмотка трансформатора 13 подключена к входу узла 17 сравнения, выход которого через усилитель 18 постоянного тока связан с управляемым входом широтно-импульс- 45 ного модулятора 19. Выход модулятора 19 подключен к базам регулирующих транзисторов 3 и 4, . Система стабильного электропитания работает следующим образом.

Узел 17 сравнения в зависимости от возмущающего воздействия (изменения напряжения источника питания или сопротивления нагрузки 16) изменяет через усилитель 18 постоянного тока коэффициент заполнения выходного напряжения широтно-импульсного модулятора 19 таким образом, чтобы сохранить среднее значение напряжения на выходе преоб- 6() разователя 2 прежним(до возмущающего воздействия) в заданных пределах.

В квазиустановившемся режиме при минимальном напряжении источника питания коэффициент заполнения управляющего напряжения модулятора 19 равен единице.В один из полу" периодов управляющего напряжения открыт, например, транзистор Э и закрыт транзистор 4, ток от источника питания протекает через транзистор 3 и первую обмотку трансформатора 5, конденсатор 8, диод 11 и дроссель 10, При этом происходит заряд конденсатора 8, одновременно на вторую обмотку трансформатора

5 трансформируется напряжение, которое через диод 7 и дроссель 10 поступает на конденсатор 9, подзаряжая его до напряжения на второй обмотке трансформатора 5. Вслед= ствие идентичности (равенства числа витков) обмоток трансформатора 5 происходит деление на два входного напряжения на конденсаторах 8 и 9 (без учета потерь на транзисторе Э диодах 6 и 7, трансформаторе 5 и дросселе 10). при открытом состоянии транзистора 3 на отводах обмоток трансформатора 5 формируется на,пряжение с полярностью, открывающей транзистор 15 преобразователя 2;

При разряде конденсатора 9 на первичную обмотку трансформатора 13 на нагрузке формируется положительный полупериод напряжения V{g..

Аналогично, во второй полупериод управляющего напряжения " )происходит заряд конденсатора 9 и подзаряд конденсатора 8 через транзистор 4, дроссель 10, диоды 12 и б до половины гходчого напряжения, и формируется отрицательный полупериод напряжения на нагрузке во время разряда конденсатора 8 на обмотку трансформатора 5 через открытый транзистор 14, При этом также обеспечивается автоматическое выравнивание напряжения на конденсаторах 9 и 8, По мере увеличения входного напряжения коэффициент заполнения модулирующего напряжения уменьшается, в моменты паузы модулирующего напряжения энергия, накОпленная в дросселе 10 и индуктивности трансформатора 5, передается на конденсаторы 8 и 9 через диоды 6 и 7.

Таким образом, напряжение на нагрузке 16 регулируется не только по.ширине, но одновременно и по амплитуде импульсов выходного напряжения преобразователя, следовательно, в сравнении с прототипом для обеспечения стабилизации выходного напряжения при изменении входного напряжения в тех же пределах угол регулирования напряжения (изменение коэффициента заполнения импульсов модулятора 19) в предлагаемой системе питания значительно

1 06 5840

Составитель Иакаров

Техред A АЧ.

Редактор С.Юско

Корректор Л. Патай

Заказ 11045/49 Тираж В 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д 4/5 сФилиал ППП Патент, Г. Ужгород, ул.Проектная, 4 мен ьше, а следовательно, уменьшены пульсации входного тока, Уменьшение пульсации входного тока позволяет улучшить массогабарит ные характеристики фильтра,необходимогодля сглаживания пульсации входного тока.

Кроме того, управление транзисторами преобразователя от введенного трансформатора упростило устройство в целом, так как отпала необходимость в узле управления транзисторами.