SU1617564A1 - Импульсный стабилизатор напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитани  электрорадиоаппаратуры. Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритов за счет уменьшени  габаритов сглаживающего фильтра и снижение уровн  коммутационных помех. Устройство содержит входные конденсаторы 1, 22, коммутирующие  чейки 2, 3, согласующие трансформаторы 9, 15, 19, подключаемые через диоды 10, 11, 16, 17, 20, 21 и сглаживающие дроссели 12, 18 к выходу устройства. Благодар  введению согласующих трансформаторов 15, 19, выпр мительных диодов 16, 17, 20, 21 и их соответствующему включению снижаютс  скачки напр жени  на сглаживающих дроссел х при коммутаци х транзисторов 4, 5, обеспечиваетс  непрерывное потребление мощности от источника питани  и снижаетс  загрузка транзисторов 4, 5. Это позвол ет уменьшить габариты сглаживающих дросселей 13 и 18 и уменьшить амплитуду помех на выходе. 2 ил.

Description

+

ЬымЬ

LJ tlj«

n

Фиг.1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовательной технике , и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитани  электрорадиоаппаратуры .

Цель изобретени  - уменьшение габаритов за счет уменьшени  габаритов сглаживающего фильтра и снижение уровн  коммутационных помех.

На фиг.1 представлена принципиальна  схема импульсного стабилизатора напр жени ; на фиг.2 -временные диаграммы напр жений и токов элементов схемы, по сн ющие принцип действи  стабилизатора. Импульсный стабилизатор напр жени  (фиг.1) содержит первый входной конденсатор 1, две идентичные коммутирующие  чейки 2 и 3, кажда  из которых содержит транзисторы , 5, включенные последовательно через дроссель 6, рекуперационный диод 7, соедин ющий коллекторы транзисторов 4 и 5, рекуперационный диод 8, соедин ющий эмиттеры транзисторов 4, 5, первый согласующий трансформатор 9, первый 10 и второй 11 выпр мительные диоды , первый сглаживающий дроссель 12. конденсатор 13 фильтра и узел 14 управлени . В устройство дополнительно включены второй согласующий трансформатор 15, тре.тий 16 и четвертый 17 выпр мительные диоды, второй сглаживающий дроссель 18, третий согласующий трансформатор 19, п тый 20 и шестой 2 1 выпр мительные диоды и второй входной конденсатор 22. Параллельно включены последовательно соединенные первый 1 и второй 2 входные конденсаторы и перва  2 и втора  3 коммутирующие  чейки. Первые выводы первичных обмоток первого 9 и второго 15 . согласующих трансформаторов соединены со средними точками токоограничительного дроссел  t) соответственно первой 2 и второй 3  чеек. Первый вывод первичной обмотки третьего согласующего трансформатора 19 соединен с общей точкой соединени  входных конденсаторов и 22, а второй вывод-с вторыми выводами первичных обмоток первого 9 и второго 15 согласующих трансформаторов. Крайние выводы вторичных обмоток согласующих трансформаторов 9, 15 и 19 через выпр мительные диоды 10, 11, 16, 17, 20 и 21 соединены с первым выходным выводом стабилизатора, а второй выходной вывод стабилизатора соединен через первый сглаживающий дроссель 12 со средним выводом вторичной обмотки первого согласующего трансформатора 9, через второй сглаживающий дроссель 18 - со средним выводом вторичной обмотки второго согласующего трансформатора 15 и средним выводом третьего согласующего трансформатора 19 - непосредственно . Конденсатор 13 фильтра и вход узла 14 управлени  подключены параллель- 5 но выходу стабилизатора, а выходы узла 14 управлени  соединены с управл ющими входами транзисторов 4, 5 обеих  чеек 2 и 3.

Импульсный стабилизатор работает 10 следующим образом.

На управл ющие входы транзисторов 4, 5  чейки 2 поступают с выходов узла 14 управлени  последовательности импульсов фиг.2А, а на управл ющие входы транзисто- 15 ров 4, 5  чейкм 3 - последовательность импульсов фиг.2 Б. В интервале времени уТ/2, когда открыты транзистор 4  чейки 2 и транзистор 5  чейки 3, к последовательно соединенным первичным обмоткам первого

20 9 и второго 15 согласующих трансформаторов приложено напр жение Un источника 1 питани . Поскольку согласуюи1,ие трансформаторы 9 и 15 выполнены идентичными,то к каждой из обмоток прикладываетс  напр 25 жение, равное Un/2. Напр жение на вторичных полуобмотках станет равным U Un/2ni, где П1 - коэффициент трансформации первого 9 и второго 15 согласующих трансформаторов {фиг.2В). Это напр жение

0 откроет выпр мительные диоды 10 и 16 и энерги  от источника питани  будет поступать на выход стабилизатора через низкочастотный фильтр, образованный сглаживающими дроссел ми 12 и 18 и кон5 денсатором 13 фильтра, Напр жение на каждом из входных конденсаторов 1 и 22 (одинаковой емкости) равно половине на- пр ;жони  источника питани  IJr /2. Вследствие этого напр жени , приложенное к

0 первичной обмотке третьего согласующего трансформатора 19, равно нулю (фиг.2Г). Равно нулю и напр жение на его вторичной обмотке, выпр мительн1,1е диоды 20 и 21 заперты выходным напр жением стабили5 затора.

В следующем интервале длительностью (1-7)Т/2. когда открыты транзисторы 4 обеих  чеек, первичные обмотки согласующих трансформаторов 9 и 15 оказываютс  вклю0 ченными параллельно через дроссели 6, а первична  обмотка третьего согласующего трансформа тора 19 - последовательно с ними , и напр жение, приложенное к этой цепи , равно напр жению источника питани 

5 минус напр жение на втором входном конденсаторе 22 (ФИГ.2Г). Ток, протекающий под действием этого напр жени , откроет выпр мительный диод 21. и напр жение на вторичной полуобмотке третьего согласующего трансформатора 19 зафиксируетс  напр жением на выходе стабилизатора DM. Это напр жение трансформируетс  на первичную сторону с величиной, равной UH пз, где пз - коэффициент трансформации трансформатора 19, следовательно, к первичным обмоткам первого 9 и второго 15 согласующих трансформаторов приложено напр жение, равное разности Un/2 - UH пз. Ток через индуктивность 12 и 18 (фиг.2Д) в этом интервале спадает, и его изменение А1н должно быть равно изменению тока в предыдущем интервале. К сглаживающим индуктивност м 12 и 18 на этом интервале приложено отрицательное напр жение (фиг.2Е).

В следующих интервалах второго полупериода рабочей частоты коммутации процессы аналогичны, измен етс  только пол рность напр жени  на обмотках трансформатора , а ток провод т транзисторы 4 второй  чейки и транзисторы 5 обеих  чеек и выпр мительные диоды 10, 16 и 20. Токо- ограничительные дроссели 6  чеек необходимы дл  ограничени  сквозного тока на коротком интервале времени, когда провод т одновременно ком 1утирующие транзисторы 4 и 5 одной цепочки из-за их инерционности, и при переключении выпр мительных диодов 10-11,16-17 и 20-21. Рекуперационнь1е диоды 7, 8 служат дл  возврата в источник питани  энергии, запасенной в индуктивност х рассе ни  токоог- раничительных дросселей 6 и согласующих трансформаторах 9,15 и 19.

За счет введени  новых элементов достигаетс  снижение габаритов сглаживающего дроссел  и уровн  коммутационных помех вследствие снижени  скачков напр жени  на сглаживающих дроссел х, обеспечени  непрерывного потреблени  мощности от источника питани  и снижени  загрузки транзисторов.

Предлагаемое устройство наиболее эффективно при использовании его в качестве сильноточного источника питани  низкого напр жени  с малым уровнем пульсаций.

Индуктивность сглаживающего дроссел  и токоограничительного дроссел  могут быть распределены произвольно, но так, чтобы их суммарна  индуктивность определилась по приведенному выражению. Минимальна  индуктивность токоограничительного дроссел  определ етс  допустимым выбросом тока во врем  запирани  коммутирующего транзистора, а индуктивность сглаживающих первого и второго дросселей может быть равна и нулю, т.е. средний вывод вторичных обмоток первого

и второго согласующего трансформаторси соедин етс  непосредственно с отрицательной клеммой выхода стэбилиз- орп. при этом увеличиваютс  на величину п L индуктивности полуобмоток токоограиичи- тельного дроссел . Однако суммарные габариты дросселей при этом возрастают так как токоограничительный дроссель выполнен двухобмоточным и ток протекает только

0 через одну из обмоток.

(

Claims (1)

1. Формула изобретени  Импульсный стабилизатор напр жени , содержащий первый входной конденсатор,

   5 соединенный первым выводом с первым входным выводом, две подключенные параллельно входным выводам коммутирующие  чейки, кажда  из которых состой из двух последовательно соединенных

   0 дроссель транзисторов, коллекторы которых соединены через первый рекупераци- онный диод, а эмиттеры через второй рекуперационный диод, первый согласующий трансформатор, первый вывод перр.ич5 ной обмотки которого соединен со средней точкой дроссел  первой коммутирующей  чейки, крайние выводы вторичной обмотки через первый и второй пыпр мчте.чьные диоды соединены с первым выходным Bbiiitr

   0 дом. а средний вывод через nepniui сглаживающий дроссель соединен с .irctr.N выходным выводом, конденсатор фильг :м. выводы которого соедимень с выходными, выводами и входом узла управлени , сыхо5 ды которого соединены с управл ющими входами транзисторов коммутирующих   г ек, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  габаритов за счет уменьшени  габаритов сглаживаюпдего фильтра и гнижп

   0 ни  уровн  коммутационных помех, в i-ero введены второй и третий согласуюи;ие трансформаторы, четыре выпр мительных диода, второй сглаживаю1ций дроссель п второй входной конденсатор, включенный

   ) между вторым входным выводом и вторым выводом первого конденсатора, первый вывод первичной обмотки второго согласующего трансформатора соединен со средним выводом дроссел  второй комму0 тирующей  чейки, первый вывод первичной обмотки третьего согласующего трансформатора соединен с точкой соединени  первого и второго конденсаторов, а вторые выводы первичных обмоток всех сог/1лсую5 щих трансформаторов соединены друг с другом, крайние выводы вторичных обмоток второго и третьего coглacyюLJ;иx трансформаторов соответственно через третий, четвертый , п тый и шестой выпр мительные диоды соединены с первым выходным выводом , средн   точка вторичной обмотки вто- второй сглаживающий дроссель, а третьего рого согласующего трансформатора соеди- согласующего трансформатора - непосред- нена с вторым выходным выводом через ственно,

   /f 6

   Г

   г г/г

   Фиг. 2

   Ь

   t