SU765788A1 - Стабилизированный источник питани посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к системам регулировани  электрических величин с помощью полупроводниковых приборов, и может быть использовано при разработке источников стабилизированного питани  электро- и радиоаппаратуры . Известны стабилизированные источники питани , содержащие трансформатор , выходом подключенный к выпр мителю с фильтром, регулирующий элемент , соединенный с выпр мителем и нагрузкой, устройство управлени , выход которого подключен к управл ющему входу регулирующего элемента, причем регулирующий элемент работает в линейном режиме l. Недостатком этих стабилизированных источников питани   вл етс  низкий КПД и его сильна  зависимость от величины тока нагрузки, так как ток через регулирующий элемент находитс  в обратной фазе по сравнению с током нагрузки. Из известных стабилизированных ис точников питани  наиболее близким по технической сущности к изобретени  вл етс  стабилизированный источник питани  посто нного напр жени , содержащий трансформатор, выходом подключенный к выпр мителю с фильтром, регулирующий элемент, соединенный своим входом с выходом выпр мител  и включенный последовательно в выходную цепь, блок управлени , выход которого подключен к управл ющему входу регулирующего элемента, и выходной конденсатор 2. Этот источник питани  имеет более высокую эконоьшчность при колебани х тока нагрузки, при этом регулирующий элемент работает как управл емое сопротивление, величина которого автоматически измен етс  устройством управлени  так, чтогбы значение выходного напр жени  источника поддерживалось на посто нном уровне с заданной степенью точности.. Избыток мощности вьадел етс  на регулирующем элементе, что приводит к снижению КПД источника питани  и его зависимости от величины входного питающего напр жени  и требует применени  регул тора, рассчитанного на относительно большую мощность рассеивани , что  вл етс  недостат ком известного стабилизированного источника питани .

Цель изобретени  - повышение КПД и его стабилизаци  при колебани х входного напр жени .

Это достигаетс  тем, что в стабилизированный источник питани , содержащий трансформатор с выходом, подключенным к выпр мителю с фильтром, регулирующий элемент, соединенный своим входом с выходом выпр мител  и включенный последовательно в выходную цепь, блок управлени , выход которого подключен к управл ющему входу регулирующего элемента и выходной конденсатор, введены дополнительный выпр митель и цепочка из последовательно соединенных коммутирующего циода и дроссел  между выводом регулирующего элемента и выводом дл  подключени  нагрузки, при этом один вывод дополнительного выпр мител  -подключен к общему выводу источника, а второй - к общей точке, соединени  коммутирующего диода и дроссел .

На фиг, 1 представлена функциональна  схема предлагаемого стабилизированного источника питани ; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений в различных точках схемы.

Предлагаемый стабилизированный источник питани  содержит трансформатор 1 с выходом, подключенным к выпр мителю 2 с фильтром, регулирующий элемент 3, соединенный своим входом с выходом выпр мител  2 и включенный последовательно с нагрузкой, блок управлени  4, выход которого подключен к управл ющему входу регу ,лирующего элемента 3, выходной конденсатор 5, дополнительный выпр митель б, коммутирующий диод 7 и дроссель 8.

Один вывод дополнительного выпр мител  б подключен к общему выводу источника питани , а второй - к общей точке соединени  коммутирующего диода 7 и дроссел  8, включенных между выводом регулирующего элемента 3 и нагрузкой.

Устройство работает следующим образом.

К коммутационному диоду 7 прикладываетс  два напр жени : с одной стороны - напр жение (пульсирующее) от дополнительного выпр мител  б Ub (см.фиг. 2 а), а с другой - напр жение от регулирующего элемента 3 Up. (см.фиг. 2 б). Когда мгновенное значение напр жени  выпр мител  б Uf, превышает уровень напр жени  Up, коммутирующий диод 7 закрыт и энерги  в нагрузку от силового трансформатора 1 поступает через дополнительный выпр митель б в течение времени -t Когда же уровень посто нного напр жени  Up превышает мгновенное значение выпр мленного напр жени  U(, коммутирующий диод 7 открыт и энерги  нагрузку поступает от силового трансформатора 1 через регулирующий элемент 3 в течение времени tg-t-j.

в результате на вход дроссел  8 поступает посто нное напр жение с переменной составл ющей (см.фиг.2 в) которое далее сглаживаетс  с помощью дроссел  8 и выходного конденсатора 5.

Измен   проводимость регулирующего элемента 3 при помощи блока управлени  4, можно регулировать уровень посто нного напр жени  Up и соответственно выходного напр жени  стабилизированного источника питани 

Стабилизаци  выходного напр жени  осуществл етс  следующим образом. При отклонении выходного напр жени  от установленной величины из-за изменени  входного напр жени  (и соответствующего изменени  мгновенного значени  напр жени  дополнительного выпр мител  б Ufe) или тока нагрузки бло управлени  4 благодар  своей чувствительности к величине и фазе выходного напр жени  воздействует на проводимость регулирующего.элемента 3 и измен ет ее так, чтобы изменение выходного напр жени  было скомпенсировано .

Например, при увеличении выпр мленного напр жени  УЬ уровень посто нного напр жени  регулирующего элемента 3 Up уменьшаетс . При этом сред нее значение напр жени  на. дросселе 8 и соответственно выходного напр жени  остаетс  неизменным.

Особенностью предлагаемого стабилизированного источника питани   вл етс  совместна  работа дополнительного выпр мител  б и регулирующего элемента 3 на общую нагрузку. В данном устройстве напр жение (и энерги ) поступает на нагрузку через дроссель 8 непрерывно без провалов напр жени  до нул , что обеспечивает малый уровень пульсаций выходного напр жени  и высокое быстродействие стабилизированного источника питани . Регулирующий элемент 3 предлагаемого устройства полностью нагружен только в течение небольшого отрезка времени (см. фиг. 2), что приводит к снижению мощности рассе ни  на нем в 1,5-3 раза и соответственно повышению КПД до 6085% , уменьшению размеров и массы теплоотводов регулирующего элемента примерно в 2-2,5 раза, улучшению теплового режима стабилизированного источника питани . Поддержание неизменным выходного напр жени  по уровню среднего значени  напр жени  на входе дроссел  8 приводит к стабилизации КПД при колебани х входного напр жени  (также как и ключевых стабилизаторов).

Таким образом, введение дополнительного выпр мител  б и цепочки из последовательно соединенных коммутирующего диода 7 и дроссел  8 между выводом регулирующего элемента 3

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Стабилизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий сетевой трансформатор, выходом подключенный к выпрямителю с фильтром, регулирующий элемент, соединенный входом с выходом выпрямителя и включенный последовательно в выходную цепь, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, и выходной конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и к общему выводу, а второй — к общей точке соединения коммутирующего диода и дросселя.