SU1267557A1 - Стабилизированный источник вторичного электропитани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к стабилизированным источникам питани  радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  повьшение КПД устройства. Цель достигаетс  тем, что в высокочастотный силовой трансформатор введена обмоткаi управлени  посто нного тока. Это дало возможность исключить регулирующий элемент - магнитный усилитель.При этом стабилизаци  осуществл етс  с следующим образом. Задающий генератор 7 с самовозбуждением формирует в (Л

Description

обмотках выходного трансформатора 8 напр жение пр моугольной формы. При частоте генератора 7, равной резонансной частоте LC-контура 4, напр жение на его выходе максимально. Напр жение на выходе устройства поддерживаетс  посто нным благодар  изменению резонансной частоты контура 4 в зависимости от изменени  сопротивлени  нагрузки или сетевого напр жени . Обмотка управлени  трансформатора 3 создает посто нные .магнитный поток и напр женность магнитного пол  М. Диф({)еренциальна  магнитна  проницаемость т„  вл етс  функцией Н- и Н (напр женности переменного магнитного потока). lUo определ ет дифференциальную индуктивность трансформатора и резонансную частоту контура. 5 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам стабилизированного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретени   вл етс  повышение КПД устройства. На фиг. 1 приведена электрическа  принципиальна  схема стабилизированного источника вторичного электропитани ; на фиг. 2 - упрощенна  схема замещени ; на фиг. 3 - частотна  характеристика устройства; на фиг. 4 и 5 - возможные варианты выполнени  силового трансформатора с введенной обмоткой управлени . Стабилизированный источник вторич ного электропитани  (ИВЭ) согласно фиг, 1 выполнен с бестрансформаторны входом и содержит входной выпр мител 1, например, в виде трехфазного вентильного моста с индуктивно-емкостны фильтром и последовательно включенны статический полупроводниковый преобразователь 2, выполненный, например по полумостовой схеме, высокочастотный силовой трансформатор 3, параллельный ренансный LC-контур 4, выход ной .вьшр митель 5, например, в виде вентильного моста и выходной емкостной фильтр 6, а также полупроводнико вый задающий генератор 7, выполненны ПО двухтактной схеме Роэрра с выходным трансформатором 8, вторичные обмотки которого подключены к управл кщим входам статического полупровод никового преобразовател  2, и узел 9 обратной св зи, включающий измерител ный элемент на входе цепи в виде резистивного делител  10 напр жени ,вы ход которого соединен с входом элемента сравнени , например, в виде операционного усилител  11, другой вход которого соединен с источником опорного напр жени  в виде стабилизатора 12, а выход - с входом усилител  посто нного тока - эмиттерным повторителем на транзисторах 13, 14 и 15, выход которого  вл етс  выходом цепи обобратной св зи. В силовом высокочастотном трансформаторе 3 дополнительно предусмотрена обмотка 16 управлени  посто нного тока, вывод которой подключен к выходу узла обратной св зи. Дл  питани  цепей задающего генератора и цепи обратной св зи предусмотрен маломощный выпр митель 17, содержащий однофазный трансформатор 18 и вентильный мост 19. Так как частота задающего генератора по схеме Роэрра чувствительна к изменению питающего напр жени , в дополнительном выпр мителе установлен фиксированный интегральный микростабилизатор 20, например, микросхемы серии 142ЕН. Работа рассматриваемой схемы осуществл етс  следующим образом. При подаче на вход ИВЭ напр жени  питающей сети задающий генератор 7 с самовозбуждением формирует в обмотках выходного трансформатора 8 напр жение пр моугольной формы. При этом при полуволне, сЬответствующей положительному значению напр жени  на вторичной обмотке Oj , на транзистор 21 статического преобразовател  2 поступает отпирающий импульс и напр жение сети, преобразо ,ванное в посто нное входным выпр ми|телем 1, оказываетс  приложенным к первичной обмотке О, силового трансформатора 3 через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 21 и конденсатора 22. При следующей полуволне , соответствующей положительному значению напр жени  на вторичной обмотке со трансформатора 8, транзистор 21 запираетс  и отпирающий . импульс поступает на транзистор 23, а выпр мленное напр жение сети через конденсатор 24 и коллекторно-эмиттерный переход транзистора 23 оказываетс  также приложенным к обмотке СО, трансформатора 3, но в обратной пол рности.

Так как индуктивность 25 и емкост конденсатора 26 преп тствует скачкообразному нарастанию тока в цепи, то ток в обмотках трансформатора 3 . и через транзисторы 21 и 23 измен етс  по синусоидальному закону, определ   этим форму ЭДС в обмотках трансформатора 3.

Рассматриваемую силовую часть ИВЭ можно представить в виде упрощенной схемы замещени  на фиг. 2. При этом статический преобразователь 2 можно считать источником синусоидальных сигналов с величиной ЭДС - Fp . Сопро тивление нагрузки ИВЭ представлено сопротивлением К„, L (25) и Ср (26)элементы резонансного контура 4. - При частоте генератора f fр равной резонансной частоте LC-контура , напр жение на выходе резонансного контура максимальное. При уменьшении резонансной частоты fр выходно напр жение резонансного контура асим птотически уменьшаетс  согласно с частотой характеристики ИВЭ фиг. 3. Резонансную частоту рассматриваемого контура (фиг. 2) можно выразить где L - индуктивность трансформато pa 3; индуктивность резонансного контура; емкость конденсатора резонансного контура. В свою очередь,, из определени  дифференциальной индуктивности транс форматора

где () - число витков трансформатора приведенное к первичной обмотке;

S и J- соответственно площадь сечени  и длина магнитной силовой линии магнитопровода; Шл- дифференциальна  магнитна 

проницаемость материала магнитопровода .

При протекании тока по первичной обмотке трансформатора 3 в магнитопроводе создаетс  переменный магнитный поток „ и соответствующа  напр женность переменного магнитного пол  Н. При введении в трансформатор 3 дополнительной обмотки управлени  и протекании по ней тока управлени  Ф,„р, создаетс  посто нный магнитный поток и соответствующа  напр женность посто нного магнитного пол  Н.( фиг. 4, 5). При наложении посто нного магнитного потока на переменньш дифференциальна  магнитна  проницаемость определ етс  как функци  двух переменных

|U f(H, Н.),

при этом аргументы функции вычисл ютс  по закону полного тока:

1,СО, -

и Д-ЧПР )Р

- Величина дифференциальной магнитной проницаемости о, определ ет дифференциальную индуктивность трансформатора и резонансную частоту контура. Кроме возможных вариантов выполнени  управл емых потоком высокочастотных силовых трансформаторов на фиг.А и 5, выполненных на основе Ш-образных магнитопроводов, могут быть применены управл емые потоком трансформаторы на основе кольцевых магнитопроводов , а также на основе конструкций с ортогонально-пересекакидимис  магнитными пол ми. Материалами дл  магнитопроводов силовых высокочастотных трансформаторов могут быть ферриты , пермаллоевые сплавы, мо-пермаллой , а также аморфные сплавы. Повьшение КПД устройства достцга етс  за счет того, что из силовой цепи ИВЭ исключаетс  регулирующий элемент - ьсагнитный усилитель, а слеовательно , снижаютс  потери, так как дл  КПД управл емых потоком трансформа

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Стабилизированный источник вторичного электропитания, содержащий последовательно включенные между входными и выходными выводами статический полупроводниковый преобразова-‘ тель с высокочастотным силовым транс1267557 6 [форматором, резонансный контур, выпрямитель и выходной сглаживающий фильтр, полупроводниковый двухтактный задающий генератор с выходным транс5 форматором, выходы которого подключены к управляющим входам статического полупроводникового преобразователя, узел обратной связи, вход котого соединен с выходными выводами,

   10 отличающийся тем, что, с целью повьипения КПД, в высокочастотный силовой трансформатор введена обмотка управления постоянного тока, подключенная к выходу узла об15 ратной связи.

   Фиг. 2 фиг. k фиг. 5