SU1713044A1

SU1713044A1 - Стабилизированный источник питани

Info

Publication number: SU1713044A1
Application number: SU884606404A
Authority: SU
Inventors: Арон Маркович Агизим; Леонид Евгеньевич Добродняк
Original assignee: Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к злектротехни- ке и может быть использовано в источниках питани злектронной и вычислительной аппаратуры. Цель изобретени - повышение надежности и КПД путем снижени потерь в злементах устройства. Источник питани содержит полумостовой транзисторной инвертор с транзисторами 1, 2, трансформатором возбуждени 4, промежуточными трансформаторами 24.25, силовым трансформатором питани 3 и злементами компенсации 21.26,27, а также магнитный модул тор на дроссел х насыщени 12, 13, в который введены датчики тока на токовых трансформаторах 28, 29. Промежуточные трансформаторы 24, 25 в совокупности с другими злементами схемы обеспечивают выравнивание полупериодов выходного напр жени инвертора, а обратна св зь на базе токовых трансформаторов 28. 29 снижает'пульсации выходного посто нного напр жени . 2 ил.'| « I у

Description

Изобретение относитс к злектротехнике и может быть использовано в источниках питани зле1 тронной и вычислительной аппаратуры .

Цель изобретени - повышение надежности и КПД путем снижени .потерь в злементах устройства.

На фиг.1 представлена схема стабилизированного источника питани ; на фиг.2 временные диаграммы напр жений, устройства .

Устройство содержит полумостовой транзисторный инвертор на транзисторах 1, 2, трансформатор питани 3. трансформатор возбуждени 4, резистор обратной св зи 5, конденсаторы 6, 7 делител , клеммы 8,

9 питани преобразовател , диоды 10, 11 магнитного модул тора, дроссели 12,13 насыщени , выходной фильтр 14, устройство 15 управлени магнитным модул тором, выходные выводы 16,17 устройства, клемму 18 питани устройства управлени магнитным модул тором, диоды 19, 20 режима, потен .циометр21 компенсации, разр дные диоды 22, 23, промежуточные трансформаторы 24, 25, диоды компенсации 26, 27, токовые трансформаторы 28, 29. диоды обратной св зи 30, 31.

На фиг.2 приведены следующие временные диаграммы:

фиг.2а - напр жение на общей точке ключей; (to - ta) - открыт и насыщен транзиcrop 1, (t2 - t4) - открыт И насыщен транзистор 2:

фиг.26 - напр жение на обмотке возбуждени трансформатора питани 3;

фиг.2в - падение напр жени на резисторе обратной св зи 5;

фиг.2г - напр жение на база-змиттерном переходе транзистора 1; (to -12) - транзистор 1 насыщен; (tz - 14) - разр д индуктивности трансформатора 24 через диод 22, транзистор 1 обесточен;

фиг.2д - напр жение на база-змиттерном переходе транзистора 2: (t2 -14) - транзистор 2 насыщен, (и - ts) - разр д индуктивности трансформатора 25 через диод 23, транзистор 2 обесточен;

фиг.2е - напр жение на емкостном делителе 6 и 7: (to - t2) - зар д емкостного делител через обмотку трансформатора питани 3 и через открытый транзистор 1, (t2 - t4) - разр д емкостного делител б и 7 через обмотку трансформатора питани 3 и через открытый транзистор 2;

фиг.2ж - (ti -12) - сердечник модул тора 12 насыщен, ток с выходн- й обмотки и трансформатора питани 3 через фильтр 14 поступает в нагрузку - рабочий полупериод, (t2 - ta) - разр д индуктивности модул тора 12 через открытый диод 10;

фиг.2з - (to - ti) - разр д индуктивности модул тора 13, (ti -12) - достижение сердечником модул тора индукции, определ емой ампервитками обмотки управлени ;.

фиг.2и - напр жение на входе выходного фильтра 14;

фиг.2к - напр жение на выходе устройства .

Работу преобразовател рассмотрим в установившемс режиме питани преобразовател и посто нной нагрузке стабилизатора на основе магнитного модул тора.

Об зательным условием нормального функционировани устройства вл етс ненасыщенный режим всех сердечников, за исключением двухполупериодного магнитного модул тора. Работа промежуточных трансформаторов имеет некоторое сходство с работой магнитных модул торов с самонасыщением .

Предположим, на первичной обмотке трансформатора питани 3 по вилась ступенька напр жений (фиг,2а, to), тогда по витс напр жение и на обмотке возбуждени (фиг.2,0 to), на выходной и входной обмотках трансформатора возбуждени 4. Диод 19 через некоторое врем tsKn. откроетс ., далее откроемс и войдет в насыщение транзистор 1 (фиг.2г, to), за счет тока базы транзистора 1 образуетс падение напр жени на резисторе 5 (фиг.2в, to).

за счет тока первичной обмотки трансформатора 3 начнет подзар жатьс конденсаторный делитель 6,7 (фиг.2е. to -12).

Один полупериод работы преобразовател во втором трансформаторе возбуждени 24 - рабочий полупериод, при зтом сигнал с выхода обмотки возбуждени трансформатора питани 3 обеспечивает направление тока, необходимое дл поддержани транзистора 1 в открытом состо нии , в это врем в третьем трансформаторе возбуждени 25 - управл ющий полупериод . В рабочие полупериоды диоды 19 и 20 открыты, а в управл ющие полупериоды индуктивности трансформаторов 24 и 25 разр жаютс через диоды 22 и 23.

В момент времени (фиг.2г) tn импульс прекратилс бы, однако транзистор 1 находитс еще некоторое врем в насыщении за

0 счет рассасывани избыточного зар да неосновных носителей из базы транзистора 1. Когда закончитс процесс рассасывани , транзистор 1 выйдет из насыщени в активный режим, сопротивление перехода змит5 тер-коллектор увеличитс до прекращени тока коллектора, что в силу самоиндукции приводит к быстрому перезар ду паразитных емкостей вплоть до изменени пол рности напр жени на первичной обмотке

0 трансформатора питани 3, что означает смену знака производной магнитного потока и что, в конечном итоге, приводит к изменению направлени магнитного потока (фиг.2а, t2).

5 Дл трансформатора возбуждени 24 наступит управл ющий полупериод, а дл трансформатора 25 - рабочий. Диод 19 закроетс , так как откроетс диод 22, через который начнет разр жатьс индуктивность

0 трансформатора 24, а через открытый диод 20 ток обмотки возбуждени трансформатора питани 3 поступает в базу транзистора 2, открывает его, вводит в насыщение и т.д. -процесс повтор етс (фиг.2г. t2).

5 В первом приближении, процесс выравнивани длительностей полупериодов cscjдитс к изменению величин токов, протекающих в разные полупериоды в обмотках компенсации. В свою очередь, величины токов обмоток компенсации завис т и от сопротивлений частей потенциометра компенсации 21, на которые он делитс подвижным электродом.

Возможность выравнивани полупери5 одов работы преобразовател не исключает неравномерной нагрузки ключей преобразовател за счет разброса параметров магнитных злементов и диодов модул тора. Это приводит к росту пульсаций выходного напр жени либо к росту массогабэритных показзтелей выходных сглаживающих фильтров . Однако, обратна св зь по входному току рабочих обмоток модул торов преп тствует росту пульсаций выходного напр жен . Действительно, в соответствующих рабочих обмотках токовых трансформаторов 28 и 29 токи в полупериодах равны токам в рабочих обмотках модул торов 12 и 13, а напр жени в выходных обмотках токовых трансформаторов пропорциональны токам рабочих обмоток. В управл ющей обмотке модул тора протекает средний ток. пропорциональный разнице опорного и выходного напр жений стабилизатора, а, кроме того, в управл ющей обмотке модул тора протекает пульсирующий ток. среднее значение которого за полупериод обратно пропорционально току рабочей обмотки магнитного модул тора.

Например, через диод 10 и рабочую обмоТку сердечника 12 протекает больший средний ток за период, чем через диод 11 и рабочую обмотку серде ника 13. Следовательно , в управл ющей обмотке модул тора в рабочий лолупериоД .модул тора 12 будет протекать ток управлени меньший, чем в рабочий полупериод модул гора 13, что, в конечном итоге, выровн ет токи нагрузки в разные полупериоды, сведет к минимуму нессимметрию нагрузки преобразовател .

BыcoкийKПДyctpoйcтвa вл етс следствием уменьшени потерь в транзисторах и моточных издели х, что, в свою очередь, повышает надежность устройства. Отсутствие подбора пар транзисторов дл преоЬразователей повышает технологичность производства и ремонтоспособность аппаратуры . Устройство не требует защиты от коротких замыканий на выходе, это обеспечивает высокую надежность не только предлагаемому устройству, но и аппаратуре, которую они питают.

Формул а изобретени Стабилизированный источник питани , содержащий полумостовой транзисторный

инвертор с силовым трансформатором, выходна обмотка которого через стабилизатор на базе магнитного модул тора с внутренней обратной св зью и выходной фильтр подключена к выходным выводам устройства, магнитный модул тор включает в себ два диода, два дроссел насыщени с обмотками рабочей исправлени , причем обмотки управлени соединены последовательно и подключены к выходу устройства управлени магнитным модул тором, первый вход которого подключен к выходным выводам устройства, а обмотка возбуждени силового трансфо|эматора через .резистор обратной св зи подключена к первичной обмотке трансформатора возбуждени , св занного с управл ющими переходами транзисторов инвертора, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности и КПД путем снижени потерь в з ементах устройства, введены два промежуточных трансформатора с обмотками первичной, выходной и компенсационной, два диода режима,.два разр дных диода, потенциометр компенсации, два диода компенсации , два токовых трансформатора, два диода обратной св зи, причем к выходной обмотке трансформатора возбуждени подключены через соответствующий диод режима шунтированна разр дным диодом первична обмотка каждого промежуточного трансформатора, выходна обмотка которых подключена к управл ющему переходу одного из транзисторов инвертора, а также встречно-последовательно включённые обмотки компенсации через потенциометр компенсации, в цепь крайних выводов которого включены встречно направленные диоды компенсации, при этом в цепь каждой рабочей обмотки .магнитного модул тора включен соответствующий токовый трансформатор , вторичные обмотки которых через двухполупериодный выпр митель на диодах обратной св зи подключены ко второму входу устройства управлени магнитным модул тором.

Claims

Формула изобретения Стабилизированный источник литания, содержащий полумостовой транзисторный инвертор с силовым трансформатором, выходная обмотка которого через стабилизатор на базе магнитного модулятора с внутренней обратной связью и выходной фильтр подключена к выходным выводам устройства, магнитный модулятор включает в себя два диода, два дросселя насыщения с обмотками рабочей исправления, причем обмотки управления соединены последовательно и подключены к выходу устройства управления магнитным модулятором, первый вход которого подключен к выходным выводам устройства, а обмотка возбуждения силового трансформатора через .резистор обратной связи подключена к первичной обмотке трансформатора возбуждения, связанного с управляющими переходами транзисторов инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД путем снижения потерь в элементах устройства, введены два промежуточных трансформатора с обмотками первичной, выходной и компенсационной, два диода режима, два разрядных диода, потенциометр компенсации, два диода компенсации, два токовых трансформатора, два диода обратной связи, причем к выходной обмотке трансформатора возбуждения подключены через соответствующий диод режима шунтированная разрядным диодом первичная обмотка каждого промежуточного трансформатора, выходная обмотка которых подключена к управляющему переходу одного из транзисторов инвертора, а также встречно-последовательно включённые обмотки компенсации через потенциометр компенсации, в цепь крайних выводов которого включены встречно направленные диоды компенсации, при этом в цепь каждой рабочей обмотки магнитного модулятора включен соответствующий токовый трансформатор, вторичные обмотки которых через двухполулериодный выпрямитель на диодах обратной связи подключены ко второму входу устройства управления магнитным модулятором.

I

Фиг. / _ч h ' «а

1»____

SA __*·>!

'' tvi _____ZliL д .......TgF _t t-a 3 —лОййьД

Г.........

Μι , j—ρ~-η

U вит ' К

Фиг.2