RU2015530C1

RU2015530C1 - Stable voltages two-polar source

Info

Publication number: RU2015530C1
Authority: RU
Inventors: С.Т. Дремов; Ю.А. Двораковский; С.Б. Власов; А.Л. Крамар
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт аналитического приборостроения
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: secondary power supplies. SUBSTANCE: device has two channels for stabilization constant voltage and power transformer 7 of voltage converter 6. Stabilization channels are formed by two secondary windings 9, 10, of transformer 7, two smoothing rectifiers 16, 13, two constant voltage stabilizers 14, 17 and single common rectifier on the base of transistors 11, 12, made according to the medium point circuit. EFFECT: reduced power dissipation; simplified design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников вторичного электропитания. The invention relates to electrical engineering and can be used in the design of secondary power sources.

Известны экономические источники вторичного электропитания, содержащие два выходных канала. Known economic sources of secondary power supply, containing two output channels.

Известные источники, содержащие два выходных канала, включающие выпрямитель, фильтр и стабилизатор, питаются от одной вторичной обмотки силового трансформатора [1]. Known sources containing two output channels, including a rectifier, a filter and a stabilizer, are powered from one secondary winding of a power transformer [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. The disadvantages of this source are that its highest energy performance is provided provided that the output voltage of the source is equal, as well as a large dissipation power of the rectifiers.

В другом известном источнике [2] высокие энергетические показатели достигаются за счет питания двух стабилизаторов постоянного напряжения от одного входного выпрямителя. In another well-known source [2], high energy performance is achieved by supplying two DC voltage stabilizers from one input rectifier.

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. The disadvantages of this source are the need to comply with a certain ratio of the load currents of two stabilizers, a large dissipation power of the input rectifier. The closest in technical essence and adopted for the prototype [3] is a secondary power source containing a voltage converter with a power transformer at its output and two output channels, one of which consists of the first secondary winding of the power transformer, a rectifier made on transistors according to the scheme with midpoint, smoothing filter and stabilizer, the second from the second secondary winding with a midpoint, smoothing filter and stabilizer.

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. In this source, the rectifying elements of the output channels are made on transistors, which somewhat reduces their dissipation power. However, the significant disadvantages of the known source are the relatively high dissipation power of the rectifier elements, as well as the complexity of the circuit solution, which consists in the need for two rectifier elements.

Целью изобретения является снижение мощности рассеяния с одновременным упрощением схемы. The aim of the invention is to reduce the power dissipation while simplifying the circuit.

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. This is achieved by the fact that in the secondary power source, which contains a voltage converter with a power transformer at its output and two output channels, one of which consists of a first secondary winding of the power transformer, a rectifier made on transistors according to a mid-point circuit, a smoothing filter and a stabilizer , the second consists of a second secondary winding with a midpoint, a smoothing filter and a stabilizer, the collectors of rectifier transistors are interconnected and with a common output of two -period channels directly connected to the emitter terminal of the first extreme secondary winding and base - to an extreme terminals of a second secondary winding, the average of the first and second terminals of the secondary windings through the smoothing filters and stabilizers are connected to output terminals of the first and second output channels.

Переходы эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов служат в качестве выпрямительных элементов первого выходного канала, переходы коллектор-база - в качестве выпрямительных элементов второго выходного канала. The emitter-collector transitions of the rectifier transistors serve as rectifier elements of the first output channel, the collector-base transitions serve as rectifier elements of the second output channel.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого источника вторичного электропитания. The drawing shows an electrical diagram of the proposed source of secondary power.

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. The proposed secondary power supply contains input 1, 2 outputs, output 3, 4 and a total of 5 outputs of the first and second output channels, voltage converter 6, power transformer 7, including primary 8, first 9 and second 10 secondary windings with a midpoint, rectifier transistors 11, 12, a smoothing filter 13, a stabilizer 14 and a consumer 15 of the first output channel, as well as a smoothing filter 16, a stabilizer 17 and a consumer 18 of the second output channel.

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. The primary winding 8 of the power transformer 7 through the converter 6 is connected to the input 1, 2 terminals, the extreme terminals of the first 9 secondary windings through the emitter-collector junctions of the rectifier transistors 11, 12 are connected to the common terminal 5 of the output channels, the extreme terminals of the second 10 secondary windings are connected to the bases rectifier transistors 11, 12. The average terminals of the first 9 and second 10 secondary windings, respectively, through smoothing filters 13, 16 and stabilizers 14, 17 are connected to the output terminals 3, 4 of the first and second channels. The consumer 15 of the first output channel is connected between the output terminal 3 and the common terminal 5, the consumer 18 of the second output channel is connected between the output terminal 4 and the common terminal 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.The proposed secondary power source operates as follows. The Converter 6 converts the constant input voltage U _I to alternating voltage supplied to the primary winding 8 of the power transformer 7. At the first 9 and second 10 secondary windings, voltages are generated to power the first and second output channels. When the unlocking potential of the first 9 secondary winding is alternately supplied to the emitters of rectifier transistors 11, 12 under the influence of the voltage of the second 10 secondary winding, the base-collector transitions of these transistors are simultaneously shifted in the forward direction, which leads to their alternate unlocking, rectification of the alternating voltage of the first 9 secondary winding . Further, this voltage is supplied through the smoothing filter 16 and the stabilizer 17 to the output terminal 4 for supplying the consumer 18. Since the base-emitter and base-collector transitions of the rectifier transistors 11, 12 are biased in the forward state, these transistors are in deep saturation mode , the voltage drop across them and their dissipation power are significantly reduced. At the same time, the current of the second 10 secondary winding, biasing the base-collector transitions of the rectifier transistors 11, 12 in the forward direction and flowing along the circuit: the middle terminal of the second 10 secondary winding, the smoothing filter 13, the stabilizer 14, the consumer 15, the collector-base transitions of the rectifying transistors 11, 12, the extreme terminals of the second 10 secondary windings, at the output terminal 3 creates a voltage of the second output channel, supplying the consumer 15. In this case, the base-collector transitions perform the function of the rectifying elements of the second output channel p rectifier transistors 11, 12, which simplifies the circuit.

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. Thus, a secondary power source is obtained, containing two output channels and having a low power dissipation and a simplified circuit. Compared with the prototype, the proposed secondary power supply has 20% less power dissipation and two elements less.

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. In the case of the implementation of the Converter 6 according to the scheme with a stabilized output voltage, the stabilizers 14 and 17 can be eliminated or performed according to simpler economic schemes. Moreover, the proposed technical solution will reduce the power dissipation of the source.

Claims

A bipolar STABLE VOLTAGE SOURCE, comprising a voltage transformer power transformer with two secondary windings with midpoints, a first stabilization channel, consisting of a first secondary winding connected in series, a midpoint transistor rectifier, a first smoothing filter and a first DC voltage stabilizer, and a second channel stabilization, consisting of a second secondary winding, a second smoothing filter and a second DC voltage stabilizer with polar the output voltage opposite the polarity of the output voltage of the first DC stabilizer, characterized in that the collectors of the rectifier transistors are connected to the common bus of both stabilization channels, the emitters are connected to the extreme terminals of the first secondary winding, and the base to the extreme terminals of the second secondary winding, with the middle points the first and second secondary windings through the corresponding smoothing filters and DC stabilizers are connected to the corresponding conclusions for connecting the first and second loads.