Вторичный источник питания

,ЯО 15 2 51 4 6 051/56 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/мы на че прибора 26. СССР 1986.(57) Изобретение относится к устропреобразования переменного напряжпостоянное стабилизированное. Цель бретения является повышение КПД и уменьшение массы и габаритов вторичного источника питания путем устранения режима вынужденного подмагничивания силового трансформатора. Цель достигается введением в источник питания двух ключевых элементов, резистивного элемента 14 и счетного триггера 13. Сигналы с выхода счетного триггера управляют ключевыми элементами 10 и 11 так, что осуществляется включение тиристоров 4 и 5 поочередно в положительные и отрицательные полу- периоды входного переменного напряжения. Это исключает полностью режим вынуж. денного подмагничивания силового трансформатора. 2 ил.3Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования переменного напряжения.Цель изобретения - повышение КПД, уменьшение массы и габаритов вторичного источника питания (ВИП) путем устранения вынужденного подмагничивания магнитопровода силового трансформатора.На фиг. 1 и 2 представлены соответственно функциональная и электрическая принципиальная схемы эедлагаемого источника питания.Вторичный источ ик питания (фиг. 1) содержит преобразователь 1 напряжения в виде последовательно соединенных силового трансформатора 2, в котором выводы первичной обмотки явлин)тся входными выводами ВИП, и регулируемого выпрямителя 3, выполненного на тиристорах 4 и 5, емкостной накопитель 6, выводы которого подключены соответственно к первому и Второму выходным выводам ВИП, датчик 7 тока, нерегулируемый выпрямитель 8, источник 9 опорного напряжения, три ключевых элемента 10, 11 и 12, счетный триггер 13 и резистивный элемент 14, при этом первый и второй ключевые элементы 10 и 11 выполнены с гальванической развязкой. Нерегулируемый выпрямитель 8 входом подключен параллельно выходу силового трансформатора 2. Отрицательные выходы выпрямителей 3 и 8 соединены между собой и пс;дключены к общей точке соединения с:)рицательного входного вывода источни ка 9 опорного напряжения, одного из силовых выводов ключевого элемента 12 и первого силового вывода датчика 7 тока, второй вывод которого соединен с Отрицате.,ьной выходной клеммой ВИ Г 1 и первым Выводом ем костного накопителя 6, второй ны вод которого подключен Одновременно к положительному выходу выпрямителя 3, являющемуся положительной выходной клс ммой ВИП. Положительный Выход выпрямителя 8 подключен к положительному входному выводу источника 9 опорного напряжения, выход которого соединен Одновременно с первыми выводами силс)вых цепей 10.1 и 11.1 ключевых элементов 10 и 11, резистивного элемента 14 и управляющих цепей 10.2 и 11.2 ключевы х э,".ементов 10 и 11, вторыс выводы управляющих цепей 10.2 и 11.2 ключевых элементов 10 и 11 подключены соответственно к инверсному и прямому Выходам триггера 13, информационный вхс)д которого соединен с вторым выводом резисгивного элемента 14 И ВТОРЫМ СИЛОВЫМ ВЫВОДОМ КЛЮЧСВОГО элемента 12 Управляющий вход элемента 12 подключен к информационному входу датчика 7 тока. Вторые выводы силовых цепей 10.1 и 11.1 ключевых элементов 10 и 11 соединены соответственно с управляющими электродами тиристоров 5 и 4 выпрямителя 3.45 50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 40 4На принципиальной схеме ВИП (фиг. 2) представлены преобразователь 1 напряжения, выполненный на силовом трансформа орси рс, с,прус мом выпрямителе 3 с тиристорами 4 и 5, емкостной накопитель 6, резистивный датчик 7 тока, нерегулируемый выпрямитель 8 с диодами 15 и 16 и источник 9 опорного напряжения, состоящий из резистора 17, стабилитрона 18 и конденсатора 19. Гиловые це и 10.1 и 11.1 ключевых элементов 1 О и 11 выполнены на фототиристорах, а управляющие цепи 10.2 и 11.2 - на светодиодах. Ключевой элемент 12 выполнен на л-р - и транзисторе. На фиг 2 представлены также триггер 13 и резистор 14. Выводы первичной обмотки 2.1 силового трансформатора 2 являются входными клеммами ВИП, а два крайних вывода Вторичной Обмотки 2.2 подключены соотвстствснн к анодам тиристоров 4 и 5, катоды которых Обьединены и подключены одноврсменно к первому выводу емкостного накопителя 6 и положительной выходной клемме ВИП. Отрицательная выходная клемма ВИП соединена с вторым выводом емкостного накопителя 6 и общей точкой соединения первого вывода резистивного датчика 7 тока и базы транзистора 12, эмиттер которого соединен одновременно с вторым выводом резистивного датчика 7 тока, средни м выводом вторичной обмотки 2.2 силового трансформатора 2, анодом стабили. трона 18 и псрвыы выводом конденсатора 19, второй вывод которого подключен одновременно к катоду стабилитрона 18, первому выводу резистора 7, анода фототиристоров 10.1 и 1,1, анодам светодиодов 10 2 и 1.2 и первому выводу резистора 14 Второй Вывод резистора 14 соединен с коллектором транзистора 12 и счетным входом -триггера 13, прямой и инверсный выходы которого соединень соответственно с катодами светодиодов 11.2 и 10.2 тиристорных Оптопар 11 и 10,Упри иляюп) ие электроды тиристоров 4 и 5 регулируемого выпрямителя 3 соединены соответственно с катодами фототирис. торов 11.1 и 1 О 1 Оптопар 11 и 10. Второй вывод резистора 17 источника 9 опорного напряжения соединен с ь а тода ми диодов 15 и 16 нерегулируемого выпрямителя 8, аноды которых соединены с крайними выводами вторичной оомотки 2.2 силового трансформатора 2.ВИП функционируст следующим образом (фиг. 11После включения сети напряжение 11 по.саетс я на вход преобразователя 1, где с помощьк) силового трансформатора 2 переменное напряжение понижается и поступает Одновременно на входные выводы нерегулируемого и регулируемого выпрямителей 8 и 3. Персменное напряжение с выхода силовсго трансформатора 2 преобразователя5 10 15 20 25 30 35 40 Формула изобретения 45 50 55 1 преобразуется в постоянное пульсирующее напряжение с помощью нерегулируемого выпрямителя 8 и подается на вход источника 9 опорного напряжения, который преобразует выпрямленное напряжение в постоянное стабилизированное Ь-.При этом на счетный вход триггера 13 через резистивный элемент 14 поступает пап ряжспс, авцое лсгичсс кой сГди ниц, так как третий ключевой элемент 12 заперт.На выходах Я и 0 триггера 13 устанавливаются значения логической единицы и нуля (или наоборот) . Пусть на выходе 0 триггера 13 установилось значение логического нуля, а это значит, что через управляющую цепь 11,2 второго ключевого элемента 11 будет протекать ток по цепи: плюс источника 9 опорного напряжения, управляющая цепь 1.2 ключевого элемента 1, выходная цепь триггера 13, минус источника 9 опорного напряжения.Г 1 рстскциие тока по управляющей цсцн 11.2 нтсрсгс ключевого элемента 1 ирсвс- дит к з;мькаиию силовой цепи 11. клнчсвс го э. ц ме нта 11.Если прн этом в рассматриваемый интервал времени напряжение на аноде тиристора 4 регулируемого выпрямителя 3 положигельцс по отношению к катсду, тс последний включается, так как через его управляющую цепь протекает ток. Включающий ток тиристора 4 протекает по цепи: плюс источника 9 опорного напряжения, силовая цепь 1.1 второго ключевого элемента, переход управляющий электрод - катод тиристора 4, емкостный накопитель 6, датчик 7 тока, минус источника 9 опорного напряжения. Величина этого тока определяется напряжением и величиной внутреннего сопротивления источника 9 опорного напряжения.После включения тиристора 4 через него начинает протекать ток, значение которого определяется напряжением на входе регулируемого выпрямителя С. и величинами сопротивления нагрузки и емкости накопителя 6. Как только . напряжение на накопителе 6 достигнет величины, превы. шаюшей напряжение источника 9 опорного напряжения, ток через управляющий электрод тиристора 4 прекратится, а тиристор 4 начнет выключаться в тот момент, когда величина 1. станет меньше величины напряжения на емкостном накопителе 6, т.е. к тиристору 4 будет прикладываться обратное напряжение Ц = 6 -.гдес, - обратное напряжение, прикладываемое к силовым электродам тиристора;6 - напряжение на емкостном накопителе 6; " напряжение на входе регулируемого выпрямителя 3.За время протекания "гока через тирис. тор 4 на датчике действует напряжение, равное произведению величин тока через тиристор 4 и сопротивления резистивного датчика 7 тока. Это напряжение отпирает третий ключевой элемент 12, и на счетный вход триггера 13 подается значение, равное логическому нулю, но при этом состояние выходов О и О у триггера 13 сохраняется неизменным. После запирания тиристора 4 напряжение на датчике 7 тока становится равным нулю и третий ключевой элемент запирается, а это значит, что на с 1 етный вход триггера 13 подается значение логической единицы и состояние его выходов изменяется на противоположное (0=1; Я=О).При этом через управляющую цепь 10.2 первого ключевого элемента 10 протекает ток, который приводит к замыканию силовой цепи 10.1 первого ключевого элемента. Поэтому во второй полупериод входного напряжения) включается тиристор 5 регулируемого выпрямителя.Включение тиристоров 4 и 5 происходит поочередно, т.е. если один из тиристоров включается только в отрицательные полупериоды, то второй только в положительные полупериоды входного сетевого напряжениянезависимо от величины входного напряжения и сопротивления нагрузки.Стабализация и регулирование выходного напряженияв предлагаемой схеме так же, как в аналоге и прототипе, производится относительно напряжения, снимаемого с выхода источника 9 опорного напряжения, т.е. любой из тиристоров включается тогда, когда выходное напряжение Гны ста нови тся меньше 1/о. Четкая синхронизация работы тиристоров 4 и 5 регулируемого выпрямителя 3 с полярностью входного переменного напряжения (в отличие от аналога и прототипа) позволяет исключить вынужденное подмагничивание сердечника силового трансформатора 2. Вторичный источник питания, содержащий преобразователь напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных силового трансформатора, первичные обмотки которого подключены к входным выводам, и регулируемого выпрямителя, выполненного на двух тиристорах, выход которого соединен с выходными выводами, емкостной накопитель, выводами подклк)чен. ный к соответствующим выходным выводам, датчик тока, нерегулируемый выпрямитель, вход которого подключен к выходу силового трансформатора, источник опорного напряжения, первый входной вывод которого соединен с положительным выходным выводом нерегулируемого выпрямителя, второй входной вывод, являющийся общим для входа и выхода источника опорного напряжения, подключен к отрицательным выводам регулируемого и нерегулируемого выпрямителей, первый ключевой элемент, первый силовой вывод которого соединен с управляющим электродом первого тиристора регулируемого выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, уменьшения массы и габаритов путем устранения вынуж. денного подма гни чивания магнитопровода силового трансформатора, в него введены второй и третий ключевые элементы, счетный триггер, резистивпыи элемент и узлы управления первого и второго ключевых элементов, при этом датчик тока включен между общей точкой соединения отрицательного выходного вывода и одного из выводов емкостного накопителя, прямой и инверсный выходы счетного триггера подключены соответственно к первым входным выводам узлов угравления первого и второго ключевых элементов, вторые входные выводы которых объединены и подключены к выходу источника опорного напряжения, второму силовому выводу первого ключевого элемента, первому силовому выводу второго ключевого элемента и первому выводу резисти вного элемента, второй вывод которого подключен к входу счетного триггера и первому силовому выводу третьего ключевого элемента, второй силовой вывод которого соединен с точкой соединения отрицательных выводов регулируемого и нерегулируемого выпряч 11 тслсй,правлян)1 ций электрод третьего ключевого элемента подключен к 15 выходу датчика тока, а второй силовойвывод второго ключевого элемента соединен с управляющим электродом второго тиристора регулируемого выпрямителя.