SU1527625A1 - Стабилизированный источник электропитани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитани  электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначени . Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных характеристик и упрощение устройства. Устройство содержит силовой трансформатор 1, регулирующий выпр мительный блок 4, включенный в цепь первичной обмотки трансформатора 1, ключевой регулирующий элемент 5. Управл ющий вход регулирующего элемента 5 соединен с выходом компаратора 15, на входе которого происходит сравнение сигнала обратной св зи и полуволн синусоидального напр жени , пропорционального входному напр жению. В момент равенства сигналов происходит переключение регулирующего элемента 5, при этом на входе сглаживающего фильтра напр жение имеет форму симметричных усеченных синусоид, что обеспечивает уменьшение уровн  пульсаций и приводит к улучшению массогабаритных характеристик. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитани  электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначени .

Цель изобретени  - улучшение мас- согабаритных характеристик и упрощение стабилизированного источника электролитани ,

На фиг. 1 представлена функциональна  схема стабилизированного источника электропитани ; на фиг. 2 - диаграмма напр жени  на входе вающего фильтра.

Стабилизированный источник электропитани  содержит силовой трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной 3 обмотками, причем первична  обмотка 2 трансформатора 1 через регулирующи вентильный блок 4 подключена к входным выводам, а к выходным выводам регулирующего вентильного блока 4 подключен ключевой транзисторный ре- гулирующ п элемент 5, к выводам вторичной обмотки 3 подключены последовательно соединенные основной вентильный блок 6 и сглаживающий фильтр 7, узел 8 сравнени , входом подключенный к выходным выводам источника питани , а выходом - к входу усилител  9 посто нного тока, вспомогательный трансформатор 10, первична  обмотка 11 которого подключена к зажимам питающей сети, а к выводам вторичной обмотки 12 подключен вход вспомогательного вентильного блока 13, к выходу которого подключен ре- зистивный делитель 14 напр жени , к средней точке которого подключен инвертирующий вход компаратора 15, не- инвертирующнй вход которого соединен с выходом усилител  9 посто нного тока, а выход - с управл ющим входом регулирующего элемента 5.

Стабилизированный источник электропитани  работает следующим образом

При подключении входных выводов источника питани  к питающей сети переменное синусоидальное напр жение сети через регулирующий вентильный блок 4, регулирующий элемент 5 и силовой трансформатор 1 подаетс  на основной вентильный блок 6. С выхода основного вентильного блока 6 выпр м ле}1ное напр жение через сглаживающий (фильтр 7 поступает на выходнЕ 1е BI.IBO- ды источника питани . Выходное напр 

5

0

5

0

5

0

5

0

5

жение посто нного тока поступает на узел 3 сравнени . С выхода узла 8 сравнени  сигнал ошибки через усилитель 9 посто нного тока поступает на нeинвepтиpyющ п I вход компаратора 15, причем увеличению напр жени  U щ,, соответствует уменьшение выходного напр жени  усилител  9 посто нного тока. С другой стороны, напр жение питающей сети подаетс  на первичную обмотку I1 вспомогательного трансформатора 10, напр жение вторичной обмотки 12 которого выпр мл етс  вспомогательным вентильным блоком 13. При этом на резистивном делителе 14 по вл етс  однопол рное напр жение, имеющее форму полусинусоид, совпадающих по форме и фазовому углу с синусоидой питающего напр жени .

До тех пор, пока мгновенное значение напр жени  на нижнем плече резис- тивного делител  14 меньше выходного напр жени  усилител  9 посто нного тока, компаратор 15 находитс  в первом устойчивом состо нии, при котором на его выходе присутствует сигнал, соответствующи логической 1, и кпючевой транзисторный регулирующий элемент 5 открыт. Следовательно, в промежуток времени О - t, (фиг. 2) напр жение питающей сети поступает на первичную обмотку 2 силового транзистора 1 . Эта часть полупериода в течение времени О - t« соответствует первой фазе двухсторонней ком тадии синусоиды питающего напр жени .

В тот момент, когда мгновенное значение напр жени  на нижнем плече делител  14 становитс  больше выход- Hoi o напр жени  усилител  9 посто нного тока, компаратор 15 переключаетс  в другое устойчивое состо ние, при котором на его выходе по вл етс  сигнал, соответству)ош;ий логическому о, и регулирующий элемент 5 закрываетс , вследствие чего в эту часть полусинусоиды в течение времени напр жение на первичную обмотку 2 силового трансформатора не подаетс .

После достижени  максимума мгновенное значение напр жени  на нижнем плече делител  14 начинает уменьшатьс  и после того, как оно сравниваетс  с выходным напр жением усилител  9 посто нного тока, компаратор 15 снова переключаетс  в первое устойчивое состо ние, при котором его выходной сигнал соответствует логической 1,

и происходит открывание регулирующего элемента 5. Эта часть полупериода в течении времени

Ч 3

соответствует второй фазе двухсторонней коммутации питающего напр жени . Таким образом.на силовой трансформатор 1 поступает напр жение, состо щее из начальной и конечной частей полусинусоиды с симметричным относительно максимального значени  синусоиды вырезом .

Така  форма напр жени  на входе фильтра соответствует пониженному уровню пульсации выпр мленного напр жени  на выходе сглаживающего фильра 7.

Изменением длительности выреза (промежуток времени t - tj) обеспечиваетс  регулирование вьпсодного напр жени  источника питани .

Стабилизаци  выходного напр жени  происходит следугзщим образом.

Например, при увеличении выходного напр жени  источника питани  уменьшаетс  напр жение на выходе усилител  посто нного тока, т.е. уменьшаетс  значение порогов срабатывани  компаратора 15, увеличиваетс  длительность выреза полусинусоиды и.уменьшаетс  выходное напр жение.

Применение стабилизированного источника питани  наиболее целесообразно при низких выходных напр жени х и значительных токах нагрузки, так как при этом достигаетс  оптимальное использование характеристик транзисторов регулирующего элемента, уменьшаетс  объем и масса источника питани  за счет снижени  объема и массы сглаживающего фильтра. I I

Преимущество предлагаемого стабилизированного источника по сравнению с известным заключаетс  в формировании блоком управлени  импульсов, обеспечивающих двухстороннюю коммутацию регулирующего элемента с , цью простого выпр мител  и резистор- ного делител  напр жени  с автоматическим выполнением требовани  сйммет0

5

рии управл ющих импульсов относительно максимального значени  синусоиды питающего напр жени . Это обеспечивает упрощение схем управлени , а также уменьшение уровн  пульсации выпр мленного напр жени  в 2 - 2,5 раза по сравнению с традиционными схемами управлени  вертикального типа с фазовым регулированием или при заданном уровне пульсаций приводит к снижению объема и мессы сглаживающего фильтра на 30 - 40% и источника питани  в целом на JO - 15%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилизированный источник электропитани , содержащий силовой трансформатор , первична  обмотка которого через регулирующий вентильный блок подключена к входным выводам, к выходным выводам регулирующего вентильного блока подключен ключевой,

   транзисторный регулирующий элемент, к выводам вторичной обмотки подключены последовательно соединенные основной вентильный блок и сглаживающий фильтр, выходом соединенный с выходными выводами, узел сравнени .

   5

   0

   5

   0

   входом соединенный с выходныкш выво- даг-п, а выходом - с входом усилител  посто нного тока, отличаю- щ и и с-  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных характеристик и упрощени , в него введены вспомогательный трансформатор, вспомогательный вентильный блок, компаратор и ре- зистивный делитель напр жени , первична  обмотка вспомогательного трансформатора соединена с входными выводами, вторична  обмотка вспомогательного трансформатора через вспомогательный венткль ный блок соединена с резистивнымделителем напр жени , средн   точка которого соединена с инвертирующим входом компаратора,неинвертирующий вход которого соединен с выходом усилител  посто нного тока, а выход - с управл ющим входом регулирующего элемента.

   tj

   Фиг. I