SU1529192A1

SU1529192A1 - Вторичный источник питани

Info

Publication number: SU1529192A1
Application number: SU874335753A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Федорович Гладышев; Андрей Иванович Ногтев
Original assignee: В. Ф. Гладышев и А. И. Ногтев
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-12-15

Abstract

Изобретение относитс к устройствам преобразовани переменного напр жени в посто нное стабилизированное. Целью изобретени вл етс повышение КПД и уменьшение массы и габаритов вторичного источника питани путем устранени режима вынужденного подмагничивани силового трансформатора. Цель достигаетс введением в источник питани двух ключевых элементов, резистивного элемента 14 и счетного триггера 13. Сигналыс выхода счетного триггера упавл ют ключевыми элементами 10 и 11 таким образом, что осуществл етс включение тиристоров 4 и 5 поочередно в положительные и отрицательные полупериоды входного переменного напр жени . Это исключает полностью режим вынужденного подмагничивани силового трансформатора. 2 ил.

Description

S

С/)

/. I,-%F

-

LI.

/

СП N5

СО

со го

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам преобразовани переменного напр жени .

Цель изобретени - повышение КПД, уменьшение массы и габаритов вторичного источника питани (ВИП) путем устранени вынужденного подмагничивани магнито- провода силового трансформатора.

На фиг. 1 и 2 представлены соответственно функциональна и электрическа принципиальна с.хе.мы -эедлагаемого источника питани .

Вторичный источник питани (фиг. 1) содержит преобразователь 1 напр жени в виде последовательно соединенных силового трансформатора 2, в котором выводы первичной обмотки вл ютс входными выводами ВИП, и регулируемого выпр мител 3, выполненного на тиристорах 4 и 5, емкостной накопитель 6. выводы которого подключены соответственно к первому и второму выходным выводам ВИП, датчик 7 тока, нерегулируемый выпр митель 8, источник 9 опорного напр жени , три ключевых элемента 10, 1 1 и 12, счетный триггер 13 и ре- зистивный элемент 14, при этом первый и второй ключевые элементы 10 и II выполнены с гальванической разв зкой. Нерегулируемый выпр митель 8 входом подключен параллельно выходу силового трансформатора 2. Отрицательные выходы выпр ми- те;1ей 3 и 8 соединены между собой и подключены к общей точке соединени (.-три- цательно1Ч1 входного вывода источника 9 опорного напр жени , одного из силовых выводов ключевого э.пемента 12 и первого силового вывода датчика 7 тока, второй вывод которого соединен с отрицательной выходной клеммой ВИП и первым выводом е.мкостного накопител 6, второй вывод которог о подключен одновременно к положительному вы.ходу выпр мител 3, вл ющемус положительной выходной к.чем- мой ВИП. Положительный выход иыпр мител 8 подключен к положительному входному выводу источника 9 опорного напр жени , выход которого соединен одновременно с первыми выводами силовых цепей 10.1 и 11.1 ключевых элементов 10 и 11, резистивного эле.мента 14 и управл ющих цепей 10.2 и 11.2 ключевых э, ;е- ментов 10 и 11, вторые выводы управл ющих цепей 10.2 и 11.2 ключевых элементов 10 и 11 подключены соответственно к инверсному и пр мому выхода.м триггера 13. информационный вход которого соедино) с вторым выводом резистивного элемента 14 и вторым силовым выводом ключевого элемента 12. Управл ющий вход элемента 12 подключен к информационному входу датчика 7 тока. Вторые выводы силовых цепей 10.1 и 11.1 ключевых элементов 10 и 1 1 соединены соответственно с управл ющими электродами тиристоров 5 и 4 выпр мител 3.

5

На принципиальной схеме ВИП (фиг. 2) представлены преобразователь напр жени , выполненный на силовом трансформа iopt 2 If PC: .iiipyeM()M В11111р мителе 3 с тиристорами 4 и 5, емкостной накопитель 6, резистивный датчик 7 тока, нерегулируемый выпр митель 8 с диодами 15 и 16 и источник 9 опорного напр жени , состо щий из резистора 17, стабилитрона 18 и кои- денсатора 19 Силовые цепи 10.1 и 11.1

ключевых элементов 10 и 11 выполнены на фототиристорах, а управл ющие цепи 10.2 и 11.2 - на светодиодах. Ключевой элемент 12 выполнен на п-р-п транзисторе. На фиг 2 представлены также триггер 13 и резистор 14. Выводы первичной обмотки 2.1 силовою трансформатора 2 вл ютс входными клеммами ВИП, а два крайних вывода вторичной обмотки 2.2 подключены соответственно к анодам тиристоров 4 и 5, катоды которых объединены и подключены

0 одновременно к первому выводу емкостного накопител 6 и положительной выходной клемме ВИП. Отрицательна выходна клемма ВИП соединена с вторым выводом емкостного накопител 6 и общей точкой соединени первого вывода резистивного датчика 7 тока и базы транзистора 12, эмиттер которого соединен одновременно с вторым выводом резистивного датчика 7 тока, средним выводом вторичной обмотки 2.2 силового трансфо|)матора 2, анодом стабилиQ грона 18 и первым выводом конденсатора 19, второй вывод которого подключен одновременно к катоду стабилитрона 18, первому выводу резистора 17, анода фототиристоров 10.1 и 11.1, анодам светодио- дов 10.2 и 11.2 и первому выводу резистора

5 14. Второй вывод резистора 14 соединен с коллектором транзистора 12 и счетным входом Т-триггера 13, пр мой и инверсный выходы которого соединены соответственно с катодами светодиодов 11.2 v; 10.2 тиристорных оггтопар 11 и 10. 0

УllpaвJl ющиe электроды тиристоров 4 и 5 регулируемого выпр мител 3 соединены соответственно с катодами фототирис- тороь 11.1 и 10.1 оптопчр 11 и 10. Второй

g вывод резистора 17 источника 9 опорного напр жени соединен с катодами диодов 15 и 16 нерегулируемого выпр мител 8, аноды которых соединены с крайними выводами вторичной обмотки 2.2 силового трансформатора 2.

0 ВИП функционирует следующим образом (фиг. 1)

После вк.чючени сети напр жение Ui подаетс на вход преобразовател 1, где с помощью силового трансформатора 2 переменное напр жение понижаетс и поступает

5 одновременно на в.ходные выводы нерегулируемого и регулируемого выпр мителей 8 и 3. Переменное напр жение с выхода силового трансформатора 2 преобразовател

Iпреобразуетс в посто нное пульсирующее напр жение с помощью нерегулируемого выпр мител 8 и подаетс на вход источника 9 опорного напр жени , который преобразует выпр мленное напр жение в посто нное стабилизированное Uon.

При этом на счетный вход триггера 13 через резистивный элемент 14 поступает наприжсние. равное логической единице,так как третий ключевой элемент 12 заперт.

На выходах Q и Q триггера |3 устанавливаютс значени логической единицы и нул (или наоборот). Пусть на выходе Q триггера 13 установилось значение логического нул , а это значит, что через управл ющую цепь 11.2 второго ключевого элемента

IIбудет протекать ток по цепи: плюс источника 9 опорного напр жени , управл юща цепь 11.2 ключевого элемента II, выходна цепь триггера 13, мннус источника 9 опорного напр жени .

Протекание тока по управл ющей цепи 11.2 второго ключевого элемента И приводит к замыканию силовой цени 11.1 ключевого з лемента 1 I.

Если при этом в рассматриваемый интервал времени напр жение на аноде тиристора 4 регулнруемог о выпр мител 3 поло- жиге.лыи) но отношению к катоду, то последний включаетс , так как через его управл ющую цепь протекает ток. Включающий ток тиристора 4 протекает по цепи: плюс источника 9 опорного напр жени , силова цепь 11.1 второго ключевого элемента, переход управл ющий электрод-катод тиристора 4, емкостный накопитель 6, датчик 7 тока, минус источника 9 опорного напр жени . Величина этого тока определ етс напр жением и величиной внутреннего сопротивлени источника 9 опорного напр жени .

После включени тиристора 4 через него начинает протекать ток, значение которого определ етс напр жением на входе ре гул и руе.МО го выпр мител UBX и величинами сопротивленн нагрузки и емкости накопител 6. Как только . напр жение на накопителе 6 достигнет величины, превышающей напр жение источника 9 опорного напр жени , ток через управл ющий электрод тиристора 4 прекратитс , а тиристор 4 начнет выключатьс в тот момент, когда величина LUx станет меньше величины напр жени на емкостном накопителе 6, т.е. к тиристору 4 -будет прикладыватьс обратное напр жениеU,fip U6-UBX, где Uonp - обратное напр жение, прикладываемое к силовым электродам тиристора; Ue - напр - женне на емкостном накопителе 6; UBX - напр жение на входе регулируемого выпр мител 3.

За врем протекани тока через тиристор 4 на датчике действует напр жение, равное произведению величин тока через тиристор 4 и сопротивлени резистивного

0

датчика 7 тока. Это напр жение отпирает третий ключевой элемент 12, и иа счетный вход триггера 13 подаетс значение, равное логическому нулю, но при этом состо ние

выходов Q и Q у триггера 13 сохран етс неизменным. После запирани тиристора 4 напр жение на датчике 7 тока становитс равным нулю и третий ключевой элемент запираетс , а это значит, что на с11етный вход триггера 13 подаетс значение логической единицы и состо ние его выходов и змен етс на противоположное ( ).

При этом через управл ющую цепь 10.2 первого ключевого элемента 10 проте5 кает ток, который приводит к замыканию силовой цепи 10.1 первого ключевого элемента . Поэтому во второй полупериод входного напр жени U2 включаетс тиристор 5 регулируемого выпр мител .

Включение тиристоров 4 и 5 происхо0 дит поочередно, т.е. если один из тиристоров включаетс только в отрицательные полупериоды, то второй только в положительные полупериоды входного сетевого напр жени Uc независимо от величины

5 входного напр жени и сопротивлени нагрузки .

Стабализаци и регулирование выходного напр жени в предлагаемой схеме так же, как в аналоге и прототипе, производитс относительно напр жени , снимае0 мого с выхода источника 9 опорного напр жени , т.е. любой из тиристоров включаетс тогда, когда выходное напр жение становитс меньше Un,,.

Четка синхронизаци работы тиристоров 5 4 и 5 регулируемого выпр мител 3 с пол рностью входного переменного напр жени (в отличие от аналога и прототипа) позвол ет исключить вынужденное подмаг- ничивание сердечника силового трансформа- 0 тора 2.

Claims

Формула изобретени

Вторичный источннк питани , содержащий преобразователь напр жени , выпол5 ненный в виде последовательно соединенных силового трансформатора, первичные обмотки которого подключены к входным выводам , и регулируемого выпр мител , выполненного на двух тиристорах, выход которого соединен с выходными выводами, емкостной накопитель, выводами подключенный к соответствующим выходным выводам, датчик тока, нерегулируемый выпр митель, вход которого подключен к выходу силового трансформатора, источник опорного напр 5 жени , первый входной вывод которого соединен с положительным выходным выводом нерегулируемого выпр мител , второй входной вывод, вл ющийс общим дл входа и выхода источника опорного напр жени .

0

подключен к отрицательным выводам регулируемого и нерегулируемого выпр мителей, первый ключевой элемент, первый силовой вывод которого соединен с управл ющим электродом первого тиристора регулируемого выпр мител , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД, уменьшени массы и габаритов путем устранени вынужденного подмагничиваии магнитопровода силового трансформатора, в него введены второй и третий ключевые элементы, счетный триггер, резистивнын элемент и узлы управлени первого и второго ключевых элементов, при этом датчик тока включен между обшей точкой соединени отрицательного выходного вывода и одного из выводов емкостного накопител , пр мой и инверсный выходы счетного триггера подключены соответственно к первым входным выво0

дам узлов управлени первого и второго ключевых элементов, вторые входные выводы которых объединены и подключены к выходу источника опорного напр жени , второму силовому выводу первого ключевого элемента, первому силовому выводу второго ключевого элемента и первому выводу резистивного элемента, второй вывод которого подключен к входу счетного триггера и первому силовому выводу третьего ключевого элемента, второй силовой вывод которого соединен с точкой соединени отрицательных выводов регулируемого и нерегулируемого выпр мителей, управл ющий электрод третьего ключевого элемента подключен к выходу датчика тока, а второй силовой вывод второго ключевого элемента соединен с управл ющим электродом второго тиристора регулируемого выпр мител .

Фиг. 2