SU760342A1

SU760342A1 - Управляемый источник питания 1

Info

Publication number: SU760342A1
Application number: SU782645454A
Authority: SU
Inventors: Iosif G Karshenbojm
Original assignee: Iosif G Karshenbojm
Priority date: 1978-06-12
Filing date: 1978-06-12
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности ко вторичным источникам электропитания, и может быть использовано в радиоэлектронной и информационно-измерительной аппа- 5 ратуре.

Известна схема управляемого источника питания, которая состоит из выпрямителя, емкостного фильтра, полумостового инвертора и блока управ- К ления со вспомогательным источником питания [1].

При подключении к первичной сети начинает работать вспомогательный источник питания, напряжение от ко- 15 торого поступает на блок управления. Блок управления включается и формирует импульсы для включения и работы основного источника.

Такая схема пригодна только для 20 Источников питания большой и средней мощности. Для источников малой мощности размеры вспомогательного источника питания становятся соизмеримыми с размерами основного источника,25 поэтому для источников малой мощности такие схемы не применяются.

Наиболее близким по техническому

решению к изобретению является источник питания, содержащий выпрямитель 30

2

сетевого напряжения с емкостным фильтром, импульсный регулятор напряжения, включенный в отрицательную шину и выполненный по схеме, последовательный транзистор - последовательный дроссель·, полумостовой инвертор с емкостным делителем напряжения! включенный на выходе указанного импульсного регулятора напряжения, блок управления импульсным регулятором напряжения, подключенный к переходу база-эмиттер транзистора импульсного регулятора напряжения блок управления полумостовым инвертором, подключенный к переходу база-эмиттер каждого из транзисторов инвертора [2] .

С указанным источником может быть использован блок запуска, который состоит из двух последовательных КС-цепочек, включенных одним концом к положительной шине выпрямленного сетевого напряжения, а другим концом: первая через динистор - к базе транзистора импульсного регулятора напряжения, а вторая цепочка также через динистор - к базе того транзистора полумостового инвертора; эмиттер которого подключен к отрицательной шине инвертора. '

760342

При подключении описываемого источника к сети начинается заряд емкости сетевого''^йльтраГ''Й0ри'^:'д8о^-"· жении напряжением динистора напряжения пробоя последний пробивается, и в цепи базы силового транзистора протекает ток, ограниченный по вели· чине резистором, а по времени - емкостью конденсатора КС-цепочки.

Этот импульс тока вызывает включение транзисторов, а. это в Свою очередь включает всю схему. Недостатки схемы заключаются в что бремя включенного состояния

силовых транзисторов должно быть не меньше времени заряда конденсатора полумоетового инвертора до рабочего

' напряжения при наименьшем Входном напряжении. Так как заряд конденсатора инвертора происходит через

“ ТзрбсеМЙь и^^

на конденсаторе возникают перенапряжения , для устранениякоторых параллельно конденсаторам включены мощные стабилитроны, ток в которыхпротекает только при перенапряжениях, в рабочем режиме стабилитроны ток не проводят. Время работы цепи запуска рассчитывается на наихудший случай минимальное входное напряжение. При лучших условиях запуск будет неоптимальным и сопровождается значительными тепловыделением в стабилитроне и токовой перегрузкой в/силовом

‘транзисторе импульсного регулятора. Другим существенным недостатком

рассматриваемой схемы является то,

/что поскольку динистор соединен последовательно с емкостью, то он может ^включиться при определенном напряжении только в том случае, если скорость возрастания /этого напряжения будет не меньше заданной. Если скорость возрастания напряжения;’ на КС-цепочке и динисторё окажется ниже критической, то последний не сра7 ботает. Таким образ0м,даннаяСХема не обеспечивает запуск источника питания при медленном повышений входного напряжения.

Еще одним недостатком является то, что конденсаторы вКС-цепочках

заряжаются Д0 ‘^лРбЖ^Рб^йерЖйднбто.....

вЫЙрйМленного напряжения, что требует громоздких высоковольтных конденсаторов и снижает надежность работы схемы.

Целью изобретения является обеспечение надежного запуска источника при любой скоростивозрастания входного ' напряжения , ^устранение'Дёре грузок и тепловыделения при запуске;

Эта цель достигается тем, что в управляемый источник питания, содержащий выпрямитель сетевого напряжения с емкостным фильтром, импульсный регулятор напряжения, включенный в отрицательную шину и выполненный по схеме? последовательный транзис

тор- последовательный дроссель, полумостовой инвертор на транзисторах с емкостным делителем напряжения, включенным параллельно выходу импульсного регулятора напряжения, блок

с управления импульсным регулятором напряжения, подключенный к переходу

. баэа-эййттер Транзистора регулятора, блок управления полумостовым инвертором, подключенный к переходу баэаэмиттер каждого из транзисторов ин’^υ вертора, вводятся токостабилизатор, два стабилизатора напряжения параллельного типа, транзистор, тиристор, диод первый, второй и третий резисторы, причем каждый из упомянутых

15 стабилизаторов содержит регулирующий транзистор', коллектор которого подключен к положительному выходу стабилизатора, а эмиттер - к его отрицательному выводу, первый стабили20 затор напряжения подключен отрица.....тельным выводом череэ токостабилизатор к базе транзистора импульсного регулятора напряжения, а второй стабилизатор напряжения своим отри25 цательным выводом подключен через первый резистор к базе того транзис' тора полумостового инвертора, эмиттер которого подключен к отрицательной шине инвертора. Кроме того, первый стабилизатор напряжения содержит

^1,0 делитель напряжения, включенный параллельно регулирующему транзистору, параллельно нижнему плечу делителя напряжения подключен тиристор, катодом к Отрицательному выводу первого

35 стабилизатора, а управляющим относительно анода электродом тиристора через последовательную цепочку из диода и второго резистора - к отрицательной шине выхода импульсного

40 регулятора напряжения, причем к отрицательному выводу первого стабилизатора напряжения через третий резистор подключен базой транзистор, коллектор’ которого подключен к отрица45 тел ьному выводу второ го упомянуто го стабилизатора, а эмиттер - к базе регулирующего транзистора этого ста. билизатора.

50 Схема вторичного управляемого источника питания приведена на чертежей состоит из выпрямителя 1 сетевого напряже с емкостным фильтром

2. К выходу фильтра подключен импульс ный регулятор напряжения, состоящий из диода 3 транзистора 4 и дросселя 5, прййем транзистор 4 и дроссель 5 включены в минусовую шину импульсного регулятора напряжения. На выходе импульсного регулятора включен полу60 мостовой инвертор на транзисторах 6 и 7, инвертор также содержит трансформатор 8 и конденсаторы 9 и 10. Блоки управления 11 и 12 подключены к базами "Эмиттерам транзисторов 4,

65 £,7..

760342

Устройство мягкого запуска содержит параллельные стабилизаторы 13 и 14, подключенные своими положительными выводами к плюсовой шине, а отрицательными выводами*:- первый через токостабилиэатор 15 на базу тран- 5 зистора 4, а второй через резистор 16 - на базу транзистора 7, включенного эмиттером в минусовую шину инвертора. Стабилизаторы содержат п-р-прегулирующие транзисторы 17 и 18, ·»

подключенные коллектором к положительному, а эмиттером к отрицательному выводу стабилизаторов. Стабилизатор 13 содержит делитель на резисторах "19,20, включенный между положительным и отрицательным выводами ’5 стабилизатора.

Параллельно резистору 20 подключен тиристор 21, катодом к отрицательному выводу стабилизатора 13, а управляющим относительно анода электродом 20 через последовательную цепочку из' диода 22 и. резистора 23 подключен к минусовой шине выхода импульсного регулятора напряжения. К отрицательному выводу стабилизатора 13 через резне- 25 тор 24 своей базой подключен р-п-р транзистор 25, коллектор которого подключен к отрицательному выводу стабилизатора 14, а эмиттер - к базе регулирующего транзистора 18. -од

Схема работает следующим образом.

При подаче на вход выпрямителя 1 сетевого напряжения конденсатор фильтра 2 начинает заряжаться. При этом транзистор 4 запираю!· до тех пор35 пока напряжение на входе импульсно- .

го регулятора напряжения меньше напряжения стабилизации параллельного стабилизатора 13, так как ток, протекающий через делитель на резисторах 19,20 и токостабилиэатор 15 в базу 40 транзистора 4, недостаточен для его отпирания. При любой скорости возрастания входного напряжения на входе импульсного регулятора напряжения в момент превышения минимального напряг 45 жения стабилизации стабилизатора 13 открывается регулйрующий транзистор 17, ив цепи базы транзистора 4 начинает протекать ток, определяемый токостабилизатором 15. Транзистор 4 насыщается, и начинается заряд конденсаторов 9 и 10 через дроссель 5 и насыщенный транзистор 4.

До тех пор, пока напряжение на 55 конденсаторах 9,10 меньше напряжения стабилизации стабилизатора. 14, регулирующий транзистор 18 заперт и ток в цепи базы транзистора 7 не протекает. При любой скорости возрастания напряжения на конденсаторах 9, 40

10 в момент превышения минимального

напряжения стабилизации через регулирующий транзистор 17 потечет ток,

определяемый резистором 16, который

насытит транзистор 25. Включение тран-65

зистора 7 вызовет ток разряда конденсатора 10, который пройдет через первичную обмотку трансформатора 8. На вторичных обмотках трансформатора 8 появится напряжение, от которого на5 чнут работать блоки управления 11 и 12, переключая поочередно транзисторы 6,7 и 4' в соответствии с заданным алгоритмом. Таким образом происходит включение источника питания. Так •θ как базовые токи транзисторов 6,7 и 4, определяемые блоками управления 11 и 12 намного больше токов запуска, то ток запуска не влияет йа работу транзисторов в переходном режиме . Далее происходит выключение 15 стабилизаторов 13 и 14 в следующем порядке..

Минимальное напряжение стабилизации 13 выбрано несколько меньшим, чем напряжение на выходе импульско20 го регулятора напряжения в рабочем режиме, а минимальное напряжение стабилизации стабилизатора 14 выбрано меньшим, чем у стабилизатора 13. Поэтому при заряде конденсаторов ин25 вертора ток через регулирующий транзистор 18 нйчнёт протекать раньше, чем напряжение на конденсаторах достигнет минимального напряжения стабилизации стабилизатора 13. Этим обеспечивается время, необходимое для запуска инвертора. Когда напряжение на конденсаторах 9,10 станет больше, чем минимальное напряжение стабилизации стабилизатора 13, диод 22 откроется, и через резистор 23‘начнет протекать ток в цепи управляющего электрода тиристора 21. Тиристор 21 откроется и эашунтирует резистор 20, являющийся нижним плечом делителя напряжения стабилизатора 13. Тран40 зистор 17 запрется, и ток запуска в цепи базы транзистора 4 прекратится. На стабилизаторе 13 напряжение возрастет от минимального напряжения стабилизации до почти полного 45 напряжения на конденсаторе 2. Значительный прирост напряжения вызовет рост тока через резистор 24 в базе транзистора 25, который включается и шунтирует переход база-эмиТтер транзистора 18. Транзистор 18 запирается и выключает ток запуска транзистора 7.

После запирания транзисторов 17 и 18 ток запуска в базовых цепях 55 транзисторов 4 и 7 прекращен, и работа последних полностью определяется блоками управления 11 и 12. Данное состояние является устойчивым, так как остаточный ток, протекающий через резистор 19, тиристор 21, токо60 стабилизатор 15 и переход баэа-эмиттер транзистора 4, достаточен для ^удержания/тиристора 21 во включенном состоянии.

При отключении источника питания - 65 от сети происходит разряд емкостей,

Ί

760342

8

ток через тиристор становится меньше тока" удержания, и тиристор запирается . Схема приходит в исходное состояние.

Схема свободна от недостатков прототипа.

Время включенного состояния силовых транзисторов минимально и определяется временем заряда конденсаторов инвертора до номинального напряжения. Таким образом, перенапряжение на конденсаторах инвертора принципиально возникнуть не может. Не нужен стабилитрон, предохраняющий схему от перенапряжений, а следовательно,'и не происходит перегрузка силового транзистора импульсного регулятора напряжения.

Поскольку устройство запуска выполнено в виде схемы с гальваническими связями, то включение источника питания гарантируется при любом* медленном^ повышении входного напряжения . Схема не содержит громоздких высоковольтных конденсаторов, не является энергонакапливающей и, следовательно, более надежна, чем прототип.

Claims

Формула изобретения

Управляемый источник питания, содержащий выпрямитель сетевого напряжения с емкостным фильтром на выходе, импульсный регулятор напряжения, включенный в отрицательную шину и выполненный по схеме: последовательный транзистор - последовательный дроссель, полумостовой инвертор на транзисторах с емкостным делителем напряжения, включенный параллельно выходу импульсного регулятора напряжения, блок управления импульсным регулятором напряжения, подключенный к переходу база-эмиттёр транзистора импульсного регулятора напряжения, блок управления полумостовым инвертором, подключенный к переходу базаэмиттер каждого из транзисторов инвертора, отличаю щи й с я тем, что, с целью обеспечения надежного запуска источника при любой

скорости возрастания входного напряжения, устранения перегрузок и тепловыделения при запуске^в источник введены токостабилизатор, два · стабилизатора напряжения параллельного типа^ транзистор, тиристор, диод, первый, второй и третий резисторы, причем каждый из упомянутых стабилизаторов содержит регулирующий транзистор, коллектор которого подключен к положительному выводу стабилизатора, а эмиттер - к его отрицательному выводу,первый стабилизатор напряжения подключен отрицательный выводом через токостабилизатор к базе транзистора импульсного регулятора напряжения, а второй стабилизатор напряжения своим отрицательным выводом подключен через первый резистор к базе того транзистора поЛумостового инвертора, эмиттер которого подключен к отрицательной шине инвертора, кроме того, первый стабилизатор напряжения содержит делитель напряжения,включенный параллельно регулирующему транзистору, параллельно нижнему плечу делителя напряжения подключен тиристор, катодом к отрицательному выводу первого стабилизатора, а управляющим Относительно анода электродом тиристора через последовательную цепочку из диода и второго резистора - к отрицательной шине выхода импульсного регулятора напряжения, причем к отрицательному выводу первого стабилизатора напряжения через третий резистор подключен базой транзистор, коллектор которого подключен к отрицательному выводу второго упомянутого стабилизатора, а эмиттер - к базе регулирующего транзистора этого стабилизатора.