Двуполярный источник стабильных напряжений

 

Область использования: в качестве вторичного источника электропитания. Сущность изобретения: устройство содержит два канала стабилизации постоянного напряжения и силовой трансформатор 7 преобразователя 6 напряжения. Каналы стабилизации образованы двумя вторичными обмотками 9, 10 трансформатора 7, двумя сглаживающими выпрямителями 16, 13, двумя стабилизаторами 17, 14 постоянного напряжения и одним общим выпрямителем на транзисторах 11, 12 по схеме со средней точкой. Такое выполнение устройства позволяет снизить рассеиваемую в нем мощность при простой схеме. 1 ил.

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

Известны экономические источники вторичного электропитания, содержащие два выходных канала.

Известные источники, содержащие два выходных канала, включающие выпрямитель, фильтр и стабилизатор, питаются от одной вторичной обмотки силового трансформатора [1].

Недостатками данного источника являются то, что самые высокие его энергетические показатели обеспечиваются при условии равенства выходных напряжений источника, а также большая мощность рассеяния выпрямителей.

В другом известном источнике [2] высокие энергетические показатели достигаются за счет питания двух стабилизаторов постоянного напряжения от одного входного выпрямителя.

Недостатками указанного источника являются необходимость соблюдения определенного соотношения токов нагрузок двух стабилизаторов, большая мощность рассеяния входного выпрямителя. Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип [3] является источник вторичного электропитания, содержащий преобразователь напряжения с силовым трансформатором на его выходе и два выходных канала, один из которых состоит из первой вторичной обмотки силового трансформатора, выпрямителя, выполненного на транзисторах по схеме со средней точкой, сглаживающего фильтра и стабилизатора, второй - из второй вторичной обмотки со средней точкой, сглаживающего фильтра и стабилизатора.

В данном источнике выпрямительные элементы выходных каналов выполнены на транзисторах, что несколько снижает их мощность рассеяния. Однако существенными недостатками известного источника являются сравнительно большая мощность рассеяния выпрямительных элементов, а также сложность схемного решения, заключающаяся в необходимости двух выпрямительных элементов.

Целью изобретения является снижение мощности рассеяния с одновременным упрощением схемы.

Это достигается тем, что в источнике вторичного электропитания, содержащем преобразователь напряжения с силовым трансформатором на его выходе и два выходных канала, один из которых состоит из первой вторичной обмотки силового трансформатора, выпрямителя, выполненного на транзисторах по схеме со средней точкой, сглаживающего фильтра и стабилизатора, второй состоит из второй вторичной обмотки со средней точкой, сглаживающего фильтра и стабилизатора, коллекторы выпрямительных транзисторов соединены между собой и с общим выводом двух выходных каналов непосредственно, эмиттеры подключены к крайним выводам первой вторичной обмотки, а базы - к крайним выводам второй вторичной обмотки, причем средние выводы первой и второй вторичных обмоток через сглаживающие фильтры и стабилизаторы подключены к выходным выводам первого и второго выходных каналов.

Переходы эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов служат в качестве выпрямительных элементов первого выходного канала, переходы коллектор-база - в качестве выпрямительных элементов второго выходного канала.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого источника вторичного электропитания.

Предлагаемый источник вторичного электропитания содержит входные 1, 2 выводы, выходные 3, 4 и общий 5 выводы первого и второго выходных каналов, преобразователь 6 напряжения, силовой трансформатор 7, включающий первичную 8, первую 9 и вторую 10 вторичные обмотки со средней точкой, выпрямительные транзисторы 11, 12, сглаживающий фильтр 13, стабилизатор 14 и потребитель 15 первого выходного канала, а также сглаживающий фильтр 16, стабилизатор 17 и потребитель 18 второго выходного канала.

Первичная обмотка 8 силового трансформатора 7 через преобразователь 6 подключена ко входным 1, 2 выводам, крайние выводы первой 9 вторичной обмотки через переходы эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов 11, 12 подключены к общему выводу 5 выходных каналов, крайние выводы второй 10 вторичной обмотки соединены с базами выпрямительных транзисторов 11, 12. Средние выводы первой 9 и второй 10 вторичных обмоток соответственно через сглаживающие фильтры 13, 16 и стабилизаторы 14, 17 подключены к выходным выводам 3, 4 первого и второго каналов. Потребитель 15 первого выходного канала включен между выходным выводом 3 и общим выводом 5, потребитель 18 второго выходного канала включен между выходным выводом 4 и общим выводом 5.

Предлагаемый источник вторичного электропитания работает следующим образом. Преобразователь 6 преобразует постоянное входное напряжение U_вх в переменное напряжение, поступающее на первичную обмотку 8 силового трансформатора 7. На первой 9 и второй 10 вторичных обмотках формируются напряжения для питания первого и второго выходных каналов. При поочередном поступлении отпирающего потенциала первой 9 вторичной обмотки, на эмиттеры выпрямительных транзисторов 11, 12 под воздействием напряжения второй 10 вторичной обмотки переходы база-коллектор этих транзисторов одновременно смещаются в прямом направлении, что приводит к их поочередному отпиранию, выпрямлению переменного напряжения первой 9 вторичной обмотки. Далее это напряжение через сглаживающий фильтр 16 и стабилизатор 17 поступает на выходной вывод 4 для питания потребителя 18. Так как в проводящем состоянии переходы база-эмиттер и база-коллектор выпрямительных транзисторов 11, 12 смещены в прямом направлении, эти транзисторы находятся в режиме глубокого насыщения, падение напряжения на них и их мощность рассеяния значительно снижаются. Одновременно ток второй 10 вторичной обмотки, смещающий переходы база-коллектор выпрямительных транзисторов 11, 12 в прямом направлении и протекающий по цепи: средний вывод второй 10 вторичной обмотки, сглаживающий фильтр 13, стабилизатор 14, потребитель 15, переходы коллектор-база выпрямительных транзисторов 11, 12, крайние выводы второй 10 вторичной обмотки, на выходном выводе 3 создает напряжение второго выходного канала, питающее потребитель 15. При этом функцию выпрямительных элементов второго выходного канала выполняют переходы база-коллектор выпрямительных транзисторов 11, 12, что упрощает схему.

Таким образом получен источник вторичного электропитания, содержащий два выходных канала и обладающий малой мощностью рассеяния и упрощенной схемой. По сравнению с прототипом предлагаемый источник вторичного электропитания имеет на 20% меньшую мощность рассеяния и на два элемента меньше.

В случае выполнения преобразователя 6 по схеме со стабилизированным выходным напряжением стабилизаторы 14 и 17 могут быть исключены или выполнены по более простым экономическим схемам. При этом предложенное техническое решение позволит уменьшить мощность рассеяния источника.

Формула изобретения

ДВУПОЛЯРНЫЙ ИСТОЧНИК СТАБИЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий силовой трансформатор преобразователя напряжения с двумя вторичными обмотками со средними точками, первый канал стабилизации, состоящий из включенных последовательно первой вторичной обмотки, выпрямителя на транзисторах по схеме со средней точкой, первого сглаживающего фильтра и первого стабилизатора постоянного напряжения, второй канал стабилизации, состоящий из второй вторичной обмотки, второго сглаживающего фильтра и второго стабилизатора постоянного напряжения с полярностью выходного напряжения, противоположной полярности выходного напряжения первого стабилизатора постоянного напряжения, отличающийся тем, что коллекторы транзисторов выпрямителя соединены с общей шиной обоих каналов стабилизации, эмиттеры подключены к крайним выводам первой вторичной обмотки, а базы - к крайним выводам второй вторичной обмотки, причем средние точки первой и второй вторичных обмоток через соответствующие сглаживающие фильтры и стабилизаторы постоянного напряжения подсоединены к соответствующим выводам для подключения первой и второй нагрузок.

РИСУНКИ

Рисунок 1