Стабилизированный источник питания

 

Союз Соеетсккн

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 767737 (6I ) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 26.12,78 (21) 27щ270/24.07 с присоединеннем заявки,% (23) Приоритет (5! )М. Кл.

G 05 F 1/56

Гееудерстеенный камнтет

СССР но делам нзе4ретеннй н еткрытнй

Опубликовано З0 09 80 Бюллетень Рй 36

Дата опублнкования описания 30.09.80 (53) УДК 621,316..722.1 (088.8) (72) AeT0p изобретения

Ю. Н. Шуваев (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЪ|Й ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Известны стабилизированные источники

Ъ питания, содержащие силовой трансформатор,: выпрямитель, а также компенсирующий (воль.тодобавочный) трансформатор, первичная обмотка которого через реактивное балластное то сопротивление подключена к питающей сети, % а вторичная — включена последовательно с одной из обмоток силового трансформатора fl)

Однако такие источники питания являются параметрическими стабилизаторами и имеют

15 низкий коэффициент стабилизации напряжения, не обеспечивают плавного регулирования и сглаживания пульсаций выходного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам, а вторичная обмотка соединена с входной цепью основного выпрямителя с фильтром, один из выходных зажимов которого подключен к одноименному выходному зажиму вспомогательного выпрямителя, к другому выходному зажиму которого подсоединен коллектор регулирующего транзистора, причем его эмиттер соединен с точкой соединения основного и вспомогательного выпрямителей через резистор, а база подключена к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного с выходом узла сравнения, вход которого подключен к выходным клеммам (21.

Однако такие стабилизаторы, как и все стабилизаторы с балластными сопротивлением в силовой цепи и параллельным включением регулирующего транзистора, имеют низкий

КПД и большие объем и массу регулирующего транзистора с теплоотводом, вследствие большой величины его мощности рассеяния, особенно при изменении тока нагрузки стабилизатора в широких пределах.

Цель изобретения — повышение КПД и уменьшение объема и массы стабилизированного источника питания постоянного тока.

7737 4

3 76

Указанная цель в предлагаемом источнике питания достигается тем, что в него введен вольтодобавочный трансформатор с двумя вторичными обмотками, первичная обмотка которого через реактивное балластное сопротивление подключена к входным клеммам (параллельно первичной обмотке силового трансформатора), к одной из вторичных,обмоток подключены входные зажимы вспомогательного выпрямителя, а другая обмотка вольтодобавочного трансформатора включена последовательно с одной нэ обмоток силового трансформатора.

На фиг. 1-3 представлены функциональные схемы предлагаемого стабилизированного источника питания, Стабилизированный источник питания содер-.. жит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена с входом основного выпрямителя 3, вспомогательный выпрямитель

4, к выходным зажимам которого подключен регулирующий транзистор 5, причем его эмиттер соединен с отрицательным полюсом основного выпрямителя 3 через резистор 6, а база подключена к выходу усилителя 7 постоянно» го тока, вход которого подключен к выходу узла 8 сравнения, подключенного к выходным зажимам источника питания.

Источник питания содержит также вольтодобавочный трансформатор 9, первичная обм1}тка 10 которого через реактивное балластное сопротивление-конденсатор 11 подключена к питающей сети (фиг, 1 и 2) или включена параллельно пер вичной обмотке 12 силового трансформатора

1 (фиг. 3).

Вольтодобавочный трансформатор 9 имеет две вторичные обмотки 13 и 14.

К вторичной обмотке 13 вольтодобавочного трансформатора 9 подключен вспомогательный выпрямитель 4, а другая вторичная обмотка 14 включена последовательно к одной из обмоток силового трансформатора 1 — с вторичной обмоткой 2 (фиг. 1) или первичной обмоткой

12 (фиг. 2 и 3).

Предлагаемый стабилизированный источник жвания (фиг. 1) работает следующим образом.

20

Напряжение питающей сети, подаваемое на вход источщпса питания, прикладывается к первичной обмотке 12 силового трансформатора 1, а также распределяется между первич иой обмоткой 10 вольтодобавочного трансфор матора 9 и конденсатором 11.

На вход основного выпрямителя 3 подается напряжение, равное сумме напряжений вторичной обмотки 2 силового трансформатора 1 и вторичной обмотки 14 вольтодобавочного трансформатора 9, а на выходе основного вып15яь4йтеля и, следовательно, источника питания оказывается напряжение, пропорциональное сумме указанных напряжений. Напряжение на вторичной обмотке 14 вольтодобавочного трансформатора 9 пропорционально напряжению на его первичной обмотке 10.

С другой стороны, напряжение на первичной обмотке 10 трансформатора 9 зависит от величины падения напряжения на конденсаторе

11. Это падение напряжения определяется емкостью конденсатора 11 и величиной тока первичной обмотки 10 трансформатора 9, который складывается нз трех составляющих: тока холостого хода трансформатора, пропорционального току вторичной обмотки 14, и тока, пропорционального току вторичной обмотки 13, т..е, тока, протекающего через регулирующий транзисторр 5.

При изменении, например увеличении выходного напряжения, вследствие повышения напряжения питающей сети или уменьшения тока нагрузки, увеличивается сигнал, подаваемый с выхода узла 8 сравнения на вход усилителя 7 постоянного тока, и сигнал, подаваемый на базу регулирующего транзистора 5.

Это приводит к отпиранию регулирующего транзистора 5 и к увеличению протекающего через него тока. При этом увеличивается ток, протекающий через вторичную обмотку 13 и первичную обмотку 10 вольтодобавочного трансформатора 9, а также ток, протекающий через конденсатор 11, и, следовательно, увеличивается падение напряжения на нем.

Это понижает напряжение на первичной

10 и вторичной 14 обмотках трансформато : ра 9, а напряжение на входе основного выпрямителя 3 и выходное напряжение источника питания поддерживаются практически неизменными.

Наличие резистора 6 между отрицательным полюсом основного выпрямителя 3 и эмиттером регулирующего транзистора 5 обеспечивает эффективное прецизионное сглаживание пульсаций выходного напряжения при пдмощи цепи обратной связи, состоящей из узла 8 сравнения r.. усилителя 7 постоянного тока.

Пульсации напряжения поступают на вход узла 8 сравнения, усиливаются усилителем 7 постоянного тока и поступают на базу регулирующего транзистора 5.

При положительной полуволне пульсации ток через регулирующий транзистор 5 увелиивается, а при отрицательной — уменьшается.

При этом соответственно изменяется падение напряжения на резисторе 6.

Пульсации выходного напряжения при наличии резистора 6 значительно уменьшаются, что позволяет снизить объем и массу реактивного фильтра.

767737

Сопротивление резистора 6 выбирается н:большим, Падение напряжения на нем должно быть равно двойной ампли.туде пульсаций напряжения на выходе реактивного фильтра основного выпрямителя 3. Вследствие этого включение резистора 10 не приводит к снижению КПД источника питания.

Стабилизированный источник питания, схема которого представлена на фиг. 2, работает аналогично, !О

Отличие заключается в том, что напряжение вторичной обмотки 14 трансформатора 9 складывается с напряжением питающей сети и подается на первичную обмотку 12 силового трансформатора 1. 15

Прн этом обеспечивается стабилизация напряжения на первичной 12 и вторичной 2 обмотках силового трансформатора 1 и, следовательно, стабилизация выходного напря-, жения источника питания. 20

Такое включение обмоток в ряде случаев является предпочтительное, например. при низких выходных напряжениях и больших токах нагрузки источника питания.

Дальнейшим усовершенствованием предлагае- эч мого источника топтания (фиг. 2) является схема, приведенная на фиг, 3, в которой первичная обмотка 10 трансформатора 9, соединенная последовательно с конденсатором 11; включена параллельно первичной обмотке 12 311

<илового трансформатора 1, напряжение на который стабилиэировано при помощи цепи обратной связи.

Это позволяет обеспечить дальнейшее снижени, мощности рассеяния регулирующего у транзйстора 5 и повышение КГЩ источника питания.

Выбором соответствующего числа витков вторичной обмотки 13 трансформатора 9 напра. жение на выходе вспомогательного выпрямите- > ля 4 и, следовательно, на регулирующем транзисторе 5 может быть выбрано практически любой величины, что позволяет растпирить область применения предлагаемого источника питания и испольэовать его для получения как 4

6 сверхнизких, так и высоких стабилизированных выходных напряжений, Использование изобретения позволяет повысить КПД и снизить объем и массу стабилизированного источника питания за счет снижения мощности рассеяния регули рующего транзистора с теплоотводящнм радиатором.

Формула изобретения

Стабилизированный источник питания, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам, а вторичная обмотка соединена с входной цепью основного выпрямителя с фильтром, один из выходных зажимов которого подклю-.. чен к одноименному выходному зажиму вспомогательного выпрямителя, к другому выходному зажиму которого подсоединен коллектор регулирующего транзистора, причем его эмиттер соединен с томой соединения основного и вспомогательного выпрямителей через резистор, а база подключена к выходу усилителя постоянного тока, входом соединенного.с выходом узла сравнения, вход которого подключен к выходным клеммам, от л и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения массогабаритных показателей, в него введен вольтодобавочный трансформатор с двумя вторичными обмотками, первичная обмотка которого через реактивное балластное сопротивление подключена к входным клеммам, к одной из вторичных обмоток трансформатора подключены входные зажимы вспомогательного выпрямителя, а другая обмотка вольтодобавочного трансформатора включена последовательноч с одной из обмоток силового трансформатора. ! ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 473268, кл. Н 02 М 7/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР No 636596, кл. G 05 F 1/56, 1976.

767737

Составитель В. Соловьев

Техред Ж. Кастелевич

Корректор Н. Стец

Редактор И. Нанкина

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Прмктная, 4

Заказ 7005/17 Тираж 956

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5