CS199857B1 - Spínačový stabilizovaný zdroj s viaoerými výstupnými napatiami - Google Patents

Description

Vynález sa týká spínačového měniča s viaoerými výstupnými napatiami a možnostou oboch polarit a galvanického oddelenia pre stabilizované zdroje jednosměrného napatia. Je schopný pracovat s viaoerými primárnými zdrojmi energie. Znižuje počet výkonových a riadiaoieh obvodov na jeden bez ohíadu na počet a typ výstupov. Umožňuje realizáciu vysokonapaťových výstupov.

Doterajšie riešenia používajú v případe potřeby viacerých stabilizovaných napatí viac meničov, alebo transformátorový měnič s viaoerými napatiami. Tieto zpósoby sú nevýhodné. Vačší počet meničov vyžaduje mnoho riadiaoieh a výkonových obvodov, a tým rastů náklady a rozměry zariadenia. Transformátorový měnič vyžaduje predstabilizáciu a zaťažené výstupy, aby sa eliminoval vplyv rozptylových indukčnoetí každého individuálneho výstupu, alebo dodatočnú stabilizáoiu, čo opáť zvyšuje náklady a rozměry zariadenia. Okrem toho je menej vhodný pre případ veíkého kolísania primárného zdroja energie. Rožne jednoduché přídavné etalizátory, využívajúce zenerové diody, umožňujú vytvořit vačší počet výstupných napatí, ale na úkor účinnosti, a preto sú vhodné len pre malovýkonové aplikácie. Neriešia problém roznej polarity a galvanické oddelenie výstupov. Podobné nevýhody majú aj sériové stabilizátory. Impulzné sériové stabilizátory možu zlepšit problém účinnosti, ale zložitá sústava, množstvo impulzov, sposobuje problémy so spoíahlivým odstránením vzájomného ovplyvnovania, odrušením a vytvára předpoklady pre nepříjemné zvukové efekty. Okrem vačšieho počtu výstu199 857

199 857 pov, vyekytujú sa požadavky aj na napájanie z viaoerých zdrojov, napr. zo slete a z rezervného akumulátora. Problémy vzniknú hlavně, ak je požladavka na galvanické oddelenle primárných zdrojov. Běžná riešenie vyžaduje použitie sledového transformátora, alebo dva kompletně vybavené meniče. Podobné sú problémy ak ide o stabilizáoiu vysokých napatí.

Uvedené nedostatky odstraňuje spínaóový stabilizovaný zdroj e viacerými výstupnými napátiami, s možnosťou obooh polarit a galvanického oddelenia podía vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že primárný zdroj energie je cez impulzný spínač, na ktorý je zapojený riadloí obvod, připojený na niektorú pracovnú odbočku, alebo na galvanicky oddělené prlmímé vinutie Indukčnej cievky s viacerými odbočkami, připadne galvanicky oddělenými vinutiaml, na ktoré sú připojené cez usmerňovacie diody výstupy a filtraonými kondenzátormi, pričom aspoň jeden výstup, medzi ktorý a zem je připojený pomocný zaťažovací odpor je přepojený cez diodu a pomocný kondenzátor na vlastnú alebo inú odbočku s rovnakou polaritou a dioda Je oez nulovaciu diodu připojená na zem.

Pokrok epínačového stabilizovaného zdroja podía vynálezu spočívá v tom, že stačí jeden měnič na získanie všetkyoh napatí, bez ohíadu na veíkoeť, polaritu napatí alebo galvanické oddelenle. Zmenšia ea nároky na množstvo použitýoh súčiastok, nastavovacích prvkov at<í, Kladné sa to prejaví v znížení rozmerov, váhy a nákladov na zariadenie. Stúpns prshíadnost a spoíahlivost. Měnič može pracovat a veíkým rozkolísáním napatia primárného napájaoisho zdroja, v případe potřeby a vhodného dimenzovania aj o radová hodnotu. Preto nie je potřebná predstabilizáoia primárného napájacieho zdroja. Dioda z výstupu připojená cez kondenzátor na vlastnú, alebo inú odbočku rovnakej polarity a nulovaoia dioda připadne pomocná indukčná cievka eliminujú vplyv rozptylovej indokčnosti a zároveň zmenšuje napáťová namáhanie a prepínacie ztráty impulzného epínača.Vo výsledku eú všetky napatia stabilizovaná a to tak, že z ktorého výstupu je odoberaný signál pre ovládánie riadiaoehO obvodu je stabilizovaný najpresnčjšle a ostáné napatia sledujú toto napatie s malými rozdielmi, ktoré sú dané zaťažovaoími charakteristikami diod a zbytkami na odpore vinutí, ktoré eú pri vyšších pracovnýoh frekvenolach veími malé. Relativná jednoduchost zmenšuje problémy e odrušením a parazitnými vplyvmi. V případe použitia viacerýoh primárných napájecích zdrojov, može byť využitá indukčnosť súčasne pre viaceré impulzné spínače, s možnosťou galvanického oddelenia primárných zdrojov. Spínačový měnič može byť použitý aj pre vysokonapaťové zdroje.

Na připojených obrázkoch eú znázorněné sposoby zapojenia epínačového meniča. Obr. 1 znázorňuje spínačový měnič s viacerými výetupmi pri použiti pracovnýoh alebo vlastných odbočiek pre pripojenie impulzného spínača. čiarkovane sú znázorněné áalšie možné eventuality. Obr. 2 znázorňuje pripojenie Impulzného spínače na galvanicky oddělené primárné vinutie.

Spínačový stabilizovaný zdroj podía vynálezu pozostává z primárného zdroja energie 1, na ktorý je oez impulzový spínač 2 zapojený riadiaci obvod J, spojený s nlektorou pracovnou odbočkou £, 2· á ^a/ alebo s galvanicky oddáleným primárným vinutím 2 indukčnej cievky 8. Indukčná cievka 8 je opatřená viacerými odbočkami 2> 2» připadne galvanicky oddělenými vinutiaml 22« ktorých eú oez usmerňovacie diody 11, 12, 22· připojené výBtupy 14.

199 857

12, Aá» AI ^a filtračnými kondenzátormi 17. ,18, lg, 26. Přitom aspoň jeden výstup 15. medzi ktorý a zem je zapojený pomocný zaťažovací odpor 20, je připojený cez diodu 21 a pomocný kondenzátor 22 na vlastnú odbočku 2» alebo na inú odbočku jj, β rovnakou polaritou. Dioda 21 ja cez nulovaciu diodu 23 připojená na zem. Impulzný spínač 2 može byť realizovaný například pomocou tranzistorov alebo tyristorov nútene komutovaných. Riadiaci obvod 2 može byť s výhodou vytvořený pomooou multivibrátora, ktorý má striedu a/ alebo frekvenciu ovplyvňovanú veíkosťou výstupného stabilizovaného napatia na jednom z výstupov 14 a veíkosťou napatia primárného zdroja impulzov sa takto šírkovo alebo frekvenčně alebo kombinované moduluje a slúži na ovládanie vlastného impulzného epínača 2.

Zapnutím impulzného spínače 2 sa připojí indukčná cievka 8 na primárný zdroj energie J. (obr. 1). Výhodné je využiť na pripoJenie niektorú pracovnú odbočku jj, alebo je možné použiť i zvláštnó odbočky 6, připadne přídavné vinutie 10, aby sa získalo lepšie prisposobenie k primárnému zdrojů, alebo galvanicky oddělené primárné vinutie χ (obr. 2). Prúd v obvode indukčnej cievky 8 narastá a nazhromažóuje sa v nej energia. Rozopnutím impulzného spínača 2 sa indukuje na indukčnej cievke 8 napatie opačnéj polarity a diody 11, 12.

13. 25 prepúéťajú prúd na výstupy 14. 15. 16, 27. kde sa nabíjajú filtračné kondenzátory

AI. is, 12. 26. Vzájomný poměr indukovaných napatí je daný pomerom závitov a poměr výstupných napatí je rovnaký nezávisle na zaťažení jednotlivých výstupov 14. 15. 16, 27. Preto stačí na reguláoiu všetkých napatí jeden riadiaci obvod 2* pričom berie informáciu o odchýlkd z íubovoíného výstupu 14. 15. 16, 27. v praktiokom provedení z tohoto výstupu, na ktorom požadujeme najprísnejšiu stabilizáciu. Rozdiel napatia vznikne iba vplyvom zaťažovacíoh charakterietík usmerňuvacích diod 13. 11. 12, 25 a úbytkom napatia na odpore vinutí, ktorý je pri vyšších praeovných frekvenciáoh veími malý. Vplyvom prekmitov zapříčiněných rozptylovými indukčnosťami docházelo by k značnému kolísaniu napatí . u odíahčených výetupov. Tomuto zabraňuje pomocný kondenzátor 22, ktorý sa počas rozopnutia impulzného spínača 2 nabíja cez nulovaciu diodu 23. Pri rozopnutí impulzného spínača 2 odovzdá nazhromaždenú energiu cez diodu 21 na výstup ljj, ktorý musí byť vo všetkých praeovných režimoch aspoň čiastočne zaťažený, alebo má připojený pomocný zaťažovací odpor 20. Vybitie pomocného kondenzátora 22 spomalí narastanie hrany impulzu a pri vhodnej velkosti superponovaný prekmit nemože dosiahnuť na ostatných odbočkách takú hodnotu, že cez diody 11. 13. 25 pretečie prúd až v ustálenom stave impulzu, kde sú dané napatia pomerom k závitom. Zároveň sa zmenší prekmit na impulznom spínači 2 a zmenší prepínacie straty, najma ak je připojená na primárný zdroj odbočka 2· mápripojený pomocný kondenzátor 22. Sústava na zabránenie prekmitu može byť v zásadě připojená na íubovoíný výstup a íubovoínú odbočku rovnakej polarity, připadne realizovaná na galvanicky oddělených vinutiach 10, alebo na primárnom vinutí χ apod. Pri správnej konštrukcií indukčnej cievky 8 sú rozptylové indukčnosti malé a nároky na pomocný kondenzátor 22 a energetická poměry s ním súvisiace sú tiež malé. V případe potřeby sa može energetická bilancia vylepšiť pomocnou indukěnou cievkou 24. ktorá súčasne zmenšuje spínacie straty impulzného spínača 2. Pomocná indukčnosť može byť spoločná pre viaceré obvody, připadne viaceró paralerne pracujúce meniče.

Na zmenšenie spínacieho prúdu stačí namiesto pomocnej indukčnosti 2,4 zaradiť odpor.

199 857

V případe potřeby móže ea použit viacero primárných zdrojov energie 1, připadne galvanicky oddělených a to tak, že sa zopakuje súetava impulznýoh epínačov 2 a riadiacich obvodov 2· Impulzné spínače 2 musia byť připojené oez oddelovaoie diody alebo kontakty, aby indukované napatia nesposobili jeho prieraz oez impendanoiu primárného zdroja.

Navrhovaný spínačový manič móže byť doplněný íaláími filtračnými členmi na výstupe, připadne aspoň na niektorom výstupe sériovým stabilizátorom, pričom úbytok napatia na ňom móže byť malý, protože pojde iba o jemnú stabilizáciu a filtráciu predstabilizovanáho napatia. Zvyáovanie výkonu nad hodnoty použitých spínačových prvkov je možná dosiahnuť paralérnym zapojením výstupov viacerých spínačových meničov. V tomto případe je výhodné, ak sú Impulzy meničov překládaná.

Spínačový stabilizovaný zdroj s viacerými výstupmi napatiami možno použit na napájanie telekomunikačných, automatizačnýoh a elektronických zariadení, ktoré vyžadujú viaoeré napájaoie napatia. Zvláčť vhodná je aplikácia v případe požiadavky viacerých veími rozdielných výstupných napatí, ako napr. v osciloskopooh apod.

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   Spínačový stabilizovaný zdroj s viacerými výstupnými napatiami s možnosťou oboch polarit a galvanického oddelenia, vyznačujúci sa tým, že primárný zdroj energie (1) je oez impulzný spínač (2), na ktorý je připojený riadiaci obvod (3), připojený na niektorú pracovnu odbočku (4, 5, 6) a/ alebo na galvanicky oddělené primárné vinutie (7) indukčnej cievky (8), s viacerými odbočkami (5, 9), připadne galvanicky oddělenými vinutiami (10), na ktorých sú cez usměrňovačie diody (11, 12, 13, 25) připojené výstupy (14, 15, 16, 27), s filtračnými kondenzátormi (17, 18, 19, 26), pričom aspoň jeden výetup (15), medzi ktorý a zem je zapojený pomocný zatažovací odpor (20), je připojený cez diodu (21) a pomocný kondenzátor (22) na vlastnú odbočku (9), alebo na inú odbočku (5), a rovnakou polaritou a dioda (21) je cez nulovacú diodu (23) připojená na zem.