Система стабильного электропитания

(19) (11 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 866/240,821;84БПоляков тора прео ду коллек транзисто теры и ба ветственн лом второ введенног внения оба, отГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Авторское свидетельство СССРР 628479, кл Ц 05 Р 1/64, 1976.2. Авторское свидетельство СССРР 855641, кл 5 05 Р 1/56, 1979.(54)(57) СИСТЕМА СТАБИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащая импульсныйстабилизатор напряжения, состоящийиз регулирующего элемента, силового 1 С -Фильтра с блокирующими диодами и первым и вторым конденсаторами, образующими делитель напряжения, узла сравнения, усилителя обратной связи, вход которого соединен с выходом узла сравнения, широтно-импульсного модулятора, входкоторого соединен с усилителем обратной связи, а выход - с управлякрим входом регулирующего элемента,преобразователь постоянного напряжения в переменное, состоящий изпервого и второго транзисторов,силового трансформатора, одна вторичная обмотка которого соединенас выводами для подключения нагрузки, причем вход узла сраподключен к другой вторичноймотке силового трансформатор л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения пульсации входног тока и упрощения, дополнительно введены трансформатор и отсекающие диоды, а регулирующий элемент выполнен в виде двух соединенных эмиттерами и связанных с отрицатель ным:.входным выводом силовых транзисторов, коллекторы которых соответственно через две идентичные обмотки введенного трансформатора соединены с отрицательными выводами первого и второго конденсаторов делителя, при этом положител ные выводы второго и первого конденсаторов делителя соединены соот ветственно с коллекторами первого и второго транзисторов преобразователя и через введенные отсекающие диоды и дроссель(.С -фильтра с положительным выводом для подключения источника питания, блокирующие диоды катодами подключены к положительному вводу источника питания, анодами - к коллекторам транзисторов регулирующего элемента, а первичная обмотка трансформабразователя включена межторами первого и второго ров преобразователя, эмитзы которых соединены соото с концом первой и начай и отводами обмоток о трансформатора, Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов качестве вторичного источникаэлектропитания,Известен источник электропитанияпостоянного напряжения, содержащий5последовательно соединенные импульсный регулятор,Ы -фильтрс делителем напряжения ка кокден -саторах и преобразователь постоянного напряжения н переменное (ик Овертор), н котором приняты меры дляснижения уровня напряжения на элементах схемы путем подключения кточке соединения конденсаторов делителя напряжения полумостоного икнертора одной из обкладок конденсатора входного (,С -Фильтра Ц,Недостатком устройства являетсянеравное деление входного напряжения ка конденсаторах делителя, опре- оделяемое значительным разбросом номинальной величины емкости конденсаторов делителя и различным,изменением емкости конденсаторов в процессеих старения, изменения температурыокружающей среды и т. д,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсясистема стабильного электропитания(содержащая импульсный стабилизаторнапряжения, состоящий из регулирующего элемента, силовая цепь котороговключена между входным выводоми дросселем силового фильтра, конденсаторов силового Фильтра, включенных по схеме делителя напряжения,входбм подключенного к входу узласравнения, выход которого через усилитель постоянного тока и широтноимпульсный модулятор соединен суправляющим входом регулирующего 4 Оэлемента, блокирующего диода, одинэлектрод которого подключен к точкесоединения регулирующего элементас дросселем силового Фильтра, ипреобразователь постоянного напряжения в переменное,В такой системе стабильного питания обеспечивается автоматическое ныраннивание напряжения на конденсаторах делителя силового Фильтра н результате параллельного подключения к одному из конденсаторовделителя напряжения цепочки, состоящей иэ последовательно соединенной с коммутирующим диодом вторичной обмотки дросселя силового Фильтра (2,(.Недостатками известного устройства являются большая пульсация входного тока и необходимость в самостоятельном узде управления преобразователя, который не используется для стабилизации (регулирования)напряжения, что не позволяет полностью реализовать возможности системы электропитания н целом,Цель изобретения - улучшение характеристик системы электропитания путем уменьшения пульсации тока, потребляемого от первичного источника и упрощение путем исключения самостоятельного узла управления транзисторами преобразователя.поставленная цель достигается тем что н систему стабильного электропитания, содержащую импульсный стабилизатор напряжения, состоящий из регулирующего элемента, силового (,С-фильтра с блокирующими диодами и первым и вторым конденсаторами, образующими делитель напряжения, узла сравнения, усилителя обратной связи, вход которого соединен с выходом узла сравнения широтно-импульсного модулятора, вход которого соединен с усилителем обратной связи,. а выход - с управляющим входом регулирующего элемента преобраэонатель постоянного напряжения в переменное, состоящий из первого и второго транзисторон, силового трансформатора, одна вторичная обмотка которого соединена с выводами для подключения нагрузки, причем вход узла сравнения подключен к другой вторичной обмотке силового трансформатора, дополнительно нведены трансформатор и два отсекающих диода, а регулирующий элемент выполнен н виде двух соединенных эмиттерами и связанных с отрицательным входным выводом силовых транзисторов, коллекторы которых через две идентичные обмотки введенного трансформатора соединены сотрицательными выводами конденсаторов делителя, при этом положительные выводы конденсаторов делителя соединены соответственно с коллекторами первого и второго тракзисторон преобразователя и через указанные отсекающие диоды и дроссель.( С -фильтра - с положительным нынодсм источника питания вместе с катодами блокирующих диодов, анодами сое,диненных с коллекторами транзисторов регулирующего элемента, Кроме того, первичная обмотка трансформатора н преобразователе включена межу вторыми (положительными) выводами конденсаторов.(,С-Фильтра и коллекторами транзисторов преобразователя, эмиттеры и базы которых соединены соответстненно с концом и началом и отводами обмоток введенного трансформатора.На чертеже представлена функциональная схема системы стабильного электропитания,Система стабильного электропитания содержит импульсный стабилиза 1065840тор 1 и преобразователь 2 постоянного напряжения в переменное, являющийся нагрузкой для стабилиатора 1Импульсный стабилизатор 1 содержитрегулирующий элемент - транзисторы3 и 4, подключенные эмиттерами к отрицательному вводу источника питания, Коллекторы транзисторов 3и 4 соединены соответственно, с началом первой и концом второй обмоток трансформатора 5 и анодами блокирующих диодов б и 7, катоды которых подключены к положительномувводу источника питания,Конец первой обмотки трансформатора 5 соединен с отрицательным выводом первого конденсатора 8, аначало второй обмотки трансформатора 5 - с отрицательным выводомвторого конденсатора 9 делителя напряжения сглаживающего фильтра, 20дроссель 10 которого подключенмежду положительным вводом источника питания Е и анодами отсекающих диодов 11 и 12, катоды которыхсоединены с.положительными выводами конденсаторов 8 и 9, с первичнойобмоткой трансформатора 13 преобразователя 2. Первый транзистор 14преобразователя 2 коллектором подключен к положительному вывоцу конденсатора .9, а второй транзистор15 преобразователя 2 коллекторомпбдключен к положительному выводуконденсатора 8, Эмиттеры транзисторов 14 и 15 преобразователя 2 соединены с отрицательйыми выводамиконденсаторов 8 и 9, а базами в . сотводами первой и второй обмотоктрансформатора 5. Нагрузка 16 подключена к одной из вторичных обмоток трансформатора 13, а другая 4 Овторичная обмотка трансформатора 13подключена к входу узла 17 сравнения, выход которого через усилитель 18 постоянного тока связан суправляемым входом широтно-импульсного модулятора 19. Выход модулятора 19 подключен к базам регулирующих транзисторов 3 и 4,. Система стабильного электропитания работает следующим образом,Узел 17 сравнения в зависимостиот возмущающего воздействия (изменения напряжения источника питанияили сопротивления нагрузки 16) изменяет через усилитель 18 постоянного тока коэффициент заполнениявыходного напряжения широтно-импульсного модулятора 19 таким образом, чтобы сохранить среднеезначение напряжения на выходе преобразователя 2 прежним(до возмущающего воздействия) в заданных пределах,В квазиустановившемся режиме приминимальном напряжении источника 65 питания коэффициент заполненияуправляющего напряжения модулятора 19 равен единице.В один .из полу"периодов управляющего напряженияоткрыт, например, транзистор Э изакрыт транзистор 4, ток от источника питания протекает через транзистор 3 и первую обмотку трансформатора 5, конденсатор 8, диод 11 идроссель 10, При этом происходитзаряд конденсатора 8, одновременнона вторую обмотку трансформатора5 трансформируется напряжение, которое через диод 7 и дроссель 10поступает на конденсатор 9, подзаряжая его до напряжения на второйобмотке трансформатора 5. Вслед-.ствие идентичности (равенства числавитков) обмоток трансформатора 5происходит деление на два входногонапряжения на конденсаторах 8 и 9(без учета потерь на транзисторе Эдиодах б и 7, трансформаторе 5 идросселе 10), при открытом состоянии транзистора 3 на отводах обмоток трансформатора 5 формируется на,пряжение с полярностью, открывающей транзистор 15 преобразователя 2;При разряде конденсатора 9 на первичную обмотку трансформатора 13на нагрузке формируется положительный полупериод напряжения (,Аналогично, во второй полупериодуправляющего напряжения )происходит заряд конденсатора 9 и подзаряд конденсатора 8 через транзистор 4, дроссель 10, диоды 12и 6 до половины гходчого напряжения, и формируется отрицательныйполупериод напряжения на нагрузке во время разряда конденсатора 8на обмотку трансформатора 5 через открытый транзистор 14,При этом также обеспечивается автоматическое выравнивание напряжения на конденсаторах 9 и 8,По мере увеличения входного напряжения коэффициент заполнения модулирующего напряжения уменьшается, в моменты паузы модулирующего напряжения энергия, накОпленная в дросселе 10 и индуктивности трансформатора 5, передается на конденсаторы 8 и 9 через диоды 6 и 7.Таким образом, напряжение на нагрузке 16 регулируется не только по ширине, но одновременно и по амплитуде импульсов выходного напряжения преобразователя, следовательно, в сравнении с прототипом для обеспечения стабилизации выходного напряжения при изменении входного напряжения в тех же пределах угол регулирования напряжения (изменение коэффициента заполнения импульсов модулятора 19) в предлагаемой системе питания значительно1065840 оставитель Иакаров ехред А, АМ.Ю едак ектор Л.Патай ж 84рственного комитета СССизобретений и открытий Ж, Раушская наб д писное П Патент, Г, Ужгород, ул,Проектная,лиа меньше, а следовательно, уменьшены пульсации входного тока,Уменьшение пульсации входного тока позволяет улучшитьмассогабаритные характеристики Фильтра,необходимогодля сглаживания пульсациивходного тока. аказ 11045/49 Т ВНИИПИ Гос по дел 113035, ИосквКроме того, управление транзисторами преобразователя от введенного трансформатора упростило устройство в целом, так как отпала необходимость в узле управления транзисторами,