Регулируемый источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания электрорадиоаппаратуры . Цель изобретения - повышение коэффициента мощности путем уменьшения пульсаций выпрямлен| ного напряжения. Регулирующими элементами источника питания являются транзисторы 8 и 9, каждый из которых включен последовательно с соответствующим диодом 6 или 7 основного выпрямителя 1, и два конденсатора 15 и 16, подключенные к диагонали диодного моста 10, включенного параллельно нагрузке 5. Источник 17 управляющего напряжения изменяет проводимость транзисторов 8 и 9. В процессе регулирования напряжения на нагрузке 5 транзисторы 8 и 9 полностью открыты и потери мощности минимальны при минимальном и максимальном входном напряжении, а при номинальном входном напряжении избыток входного напряжения гасится на транзисторах 8 и 9. 2 ил. i (Л 00 САд 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (1!) (S11 4 Н 02 М 7/217,13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬНЬ;!И 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4046031/24-07 (22) 28.03.86 (46) 15.09.87. Бюл. и 34 (72) В.А.Поляков, И.Г.Гузовский и А.М.Кашкаров (53) 621.314.632(088.8) (56) Иванчук Б.Н., Липман P,А., Рувинов Б.Я. Тиристорные и магнитные стабилизаторы напряжения. — М.:

Энергия, 1968, с, 88.

Авторское свидетельство СССР

М 966829, кл. Н 02 М 7/12, 1981. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания электрорадиоаппаратуры. Цель изобретения повьппение коэффициента мощности путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Регулирующими элементами источника питания являются транзисторы 8 и 9, каждый иэ которых включен последовательно с соответствующим диодом 6 или 7 основного выпрямителя 1 и два конденсатора 15 и 16, подключенные к диагонали диодного моста 10, включенного параллельно нагрузке 5 ° Источник 17 управляющего напряжения изменяет проводимость транзисторов 8 и 9. В процессерегулирования напряжения на нагрузке

5 транзисторы 8 и 9 полностью открыты и потери мощности минимальны при минимальном и максимальном входном напряжении, а при номинальном входном напряжении избыток входного напряжения гасится на транзисторах 8 и9. 2 ил.

133797

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания электрорадиоаппаратуры, Цель изобретения — повышение коэффициента мощности путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг ° 2 — графи- 1О ки, поясняющие принцип работы (а минимальное, б — номинальное, в максимальное входное напряжение).

Устройство (фиг. 1) содержит основной выпрямитель 1, подключенный к 15 входным выводам 2, объединенные аноды диодов 3 и 4 анодной группы образуют выходной вывод для подключения нагрузки 5. Катоды диодов 6 и 7 подключены к коллекторам транзисторов

8 и 9. Эмиттеры транзисторов объединены и подключены к другому выходному выводу. К выходным выводам подключен также диодный мост 10 на диодах 1114. Вход переменного тока 10 через конденсаторы 15 и 16 подключен к коллекторам транзисторов 8 и 9 ° Источник

17 управляющего напряжения содержит трансформатор 18, первичная обмотка которого подключена к входным выводам 2, а вторичная одним выводом через диод 19 и токоограничивающий резистор 20 — к базе транзистора 9, дру. гим выводом через диод 21 и токоограничивающий резистор 22 — к базе тран35 эистора 8. Средняя точка вторичной обмотки совместно с диодами 23 и 24 образует дополнительную схему выпрямления, на выходе которой включен фильтровый конденсатор 25 и потенци- 4О ометр 26. Управляющий вход потенциометра 26 соединен с анодами развязывающих диодов 27 и 28, катоды которых подключены к катодам диодов 19 и 21.

Для устойчивой работы в условиях высоких температур параллельно переходам база — эмиттер транзисторов 8 и 9 могут быть подключены резисторы (на фиг. 1 изображены пунктиром).

На фиг. 2 приведены следующие обозначения: U — напряжение источника питания; I „ I — ток через резисторы 20 и 22; I), Iy — ток транзисторов 8 и 9; Q, I 4 — ток через диоды 55

13 и 14; I — входной ток устройства;

U — выпрямленное напряжение на нагрузке 5; Ipcrмакс, Iver ном ток беэ транзисторов 8 и 9, соответствующий минимальному и номинальному значению входного напряжения; Т вЂ” период переменного входного напряжения; Ц, л мале л амплитуда пульсации выпрямленного напряжения °

Устройство регулирования выпрямленного напряжения работает следующим образом.

Напряжение источника питания с выводов 2 через переходы катод — анод диодов 3 и 4 выпрямителя 1 поступает на отрицательный выходной вывод нагрузки 5, Положительный выходной вывод нагрузки 5 связан с входными выводами 2 источника питания по двум цепям. При открытом состоянии транзисторов 8 и 9 напряжение от выводов

2 источника питания поступает на положительный вывод нагрузки 5 через переходы анод — катод диодов 6 и 7 и открытые транзисторы 8 и 9. При закрытом состоянии транзистора 8 в положительный полупериод и транзистора 9 в отрицательный полупериод входное напряжение поступает на положительный вывод нагрузки 5 в положительный полупериод входного напряжения через последовательно соединенные диод 6, накопительный конденсатор 15, диод 13 диодного моста

10 и в отрицательный полупериод — через диод 7, накопительный конденсатор

16, диод 14 диодного моста 10.-При этом накопительные конденсаторы 15 и 16 разряжаются на нагрузку 5 за время открытого состояния транзисторов 8 — в отрицательный полупериод и транзистора 9 — в положительный полупериод входного напряжения через диоды ll и 12 диодного моста 10. В этом случае на нагрузке осуществляется деление входного напряжения на два раза. Плавный перевод режима работы силовой части регулируемого выпрямителя иэ режима выпрямления с деления напряжения на два раза в режим выпрямпения без деления напряжения осуществляется источником 17 управляющего напряжения. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора 18 через диод 19 и токоограничивающий резистор 20 поступает на базу транзистора 9, а через диод 21 и токоограничиваклций резистор 22 — на базу транзистора 8. Начало и конец вторичной обмотки включены таким образом, что транзистор 8 полностью открыт в отрицательную часть полупериода на13179

t(pktrt.ttHkt ., а т(»тнз»»г гор 9 (олпогтt ю открыт в по(с»ж»(гt HI (ую час ть полупериода напряжения . » l фиг. 2в, Т

I ). Вместе с тем от дополнительной

11 к схемы вь(прямле((и»(, образованной диодами 23 и 24, сглаживающим конд«нсатором 25 и потенциометром 26, через раэвязываю(чие диоды 27 и 28 «а базы транзисторов 8 и 9 поступает постоянное напряжение, ltзменяемое потенцпометром 26 от нуля до напряжения Е„„,, сooTB«òñT ÂÿÎ(»(L(о Тр,- It»tp (фиг. 2, Т, . ) . При м»(ни (а»(ьном входном напряжении 1(2 потенпиометром

26 устанавливают напряже(»ие Ер,-„„(,,, соответствУющее тр,„„,ц,с, Hг. 2), при этом транзисторы 8 и 9 открыты в течение обоих попупериодов входного напряжения. H этом случае в положительные полупериоды напряжения (» питание нагрузки 5 огу(цествляется через диод 6 и транзистор 8, а в отрицательные — через диод 7 и транзистор 9, входной ток имеет форму си- б нусоиды. Па ktatрузке 5 формируется выпрямле(гное напряжение »(-, и работа схемь(полностью соответствует мостовому неуправляемому выпрямителю (фиг. 2а).

В случае макгимальногo входного напряжения управляюще« и;»пряжение на вЫходе выпрямителя Е„,, потенциометром

26 устанавливают равным нулю, при этом транзистор 8 открыт только в отрицательную часть полупериода, а транзистор 9 — только в положительную часть полупериода, поэтому питание нагрузки 5 в положительный по;lgtt».pHQQ напряжения Ug огушегтвляется за счет 1() заряда конденгатора 15 через диодь(13, 6 и 4 и разряда конденсBt oðtt 16 через транзистор 9 и диод l 2 ((. q, фиг. 2в). В отрицат«пьный по;(упериод напряжения пита(ше нагрузки 5 осуп(ествляется за счет »аряд» разрядившегося в прсдыдущий полуп«риод напряжения 1! кайнд«kloàòoðà 16 через ди оды 14, 7 и 3 и разряда эарядивш I ося в предыдуший(полуп«pktoã; напряжения ((конденсатора 1 5 tlt рс э транзистор 8 и диод ll (..g, фиг. 2и).

Поскольку за1»я;(и ра»pkt;(конденсаторов 15 и 16 огyl((t ствляс тся черс»э нагрузку 5, то врс.м»(заряда boktpt »са оров равно Bpt Ht ни разряда и, гледовательно, в сх >It. за каждый полупсриод напряжения U ос у((с г.твляс тгя деление напряжения 1. практическ(» в два ра8 эа по среднему значению (фиг. 2в).

Конденсатор 15 начинает заряжаться через нагрузку 5 в тот момент, когда текущее значение входного напряжения U достигает напряжения на нагрузке при разряде конденсатора 16 на нагрузку 5, а конденсатор 16 начинает заряжаться через нагрузку 5 в тот момент, когда напряжение на нагрузке 5 достигает напряжения при разряде конденсатора 15 на эту же нагрузку 5 (Т,, I, фиг. 2в). Поэтому ток Ib от источника входного напряжения имеет форму импульсов с дли1 тельностью, меньшей (в два раза) полупериода напряжения Б (I2,фиг.2в).

При номинальном (среднем) входном напряжении П (фиг. 2б) с установкой потенциометром 26 E„, соответствующего ?р,(„„» (фиг. 2б),транзистор 8 приоткрывается во время положительного полупериода и полностью открывается во время отрицательного полупериода, а транзистор 9 открывается полностью во время отрицательного полупериода входного напряжения.

В этом случае ток нагрузки 5 через транзистор 8 протекает во время положительного полупериода напряжения от источника входного напряжения, а в части отрицательного полупериода напряжения U — от конденсатора 15.

Соответственно ток через транзистор

9 протекает во Bpt .ìÿ отрицательного и части положительного полупериодов напряжения

Таким образом, в процессе регулирсвзния (стабилизации) напр((жения на нагрузке 5, транзисторы 8 и 9 полностью открыты и потери мощности минимальны при минимальном и максимальном входном напряжениях, а при номинальном входном напряжении избыток входного напряжения (мощности) гасится на регулирующих транзисторах 8 и 9.

Форма напряжения на нагрузке 5 в процессе регулирования (стабилизации) плавно изменяется от выпрямленной синусоидь(до сглаженной и выпрямленной синусоиды с делением эффектинного значения входного напряжения в два раза (U, фиг. 2).

Из прин(!Ипа работы слеДует, что амплитуда пульсации выходного напряженин уменьшается в процессе регулирования от 1 д,пака ЛО (.1»»,мин близкоГо к нулю, 5

13379

Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я

Регулируемый источник питания, содержащий основной выпрямитель, подключенный к входным выводам, источник управляющего напряжения в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а вторичная выполнена со средней точкой,о образующей один иэ выходных выводов и совместно с двумя диодами дополнительную схему выпрямления, выходом подключенную к потенциометру, два развязывающих диода, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряхення, основной выпрямитель BblIIostHeH мостовым, причем объединенные аноды диОдов анодной группы образуют другой выходной вывод, а к катоду каж78 дого из оставшихся диодов коллектором подключен введенный транзистор, база которого через введенный токоограничивающий резистор подключена к катоду соответствующего введенного диода, анодом подключенного к соответствующему выводу вторичной обмотки, эмиттеры транзисторов объединены и подключены к средней точке трансформатора, казкдый из катодов. укаэанных pasвяэывающих диодов подключен к соответствующему катоду введенного диода, а аноды развязывающих диодов объединены и подключены к управляющему входу потенциометра, а также дополнительно введен диодный мост, выводы постоянного тока .которого подключены к выходным выводам, а калдый из входов перемеМного тока через соответствующий введенный конденсатор подключен к коллектору транзистора.

ВНИИПИ За аэ 4l39/51 Ти ал 659 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Укгород, ул. Проектная, 4