Стабилизированный источник питания переменного напряжения

союз советсниксОцидлиотичЕСни 1РЕСОУБЛИН 119) (11 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВ ОРСК(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 490109, кл, С 05 Р 1/44, 1974Авторское свидетельство СССРМ 1518822, кл, С 05 Р /44, 1987,(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЬ 1 Й ИСТОЧНИК ПИТНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ7) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры, Цель изобретения - повышение надежности н расширение функционал ных возможностей - достнгаетсяпутем синхронизации моментов переключения вспомогательных транзисторов 9, а также обеспечения воэможности элек тронного включения и выключения ус ройства, и введением в схему регис ра хранения 16, дополнительного ко паратора 19 с датчиком тока 18 и эл мента ИЛИ 20, а также введением новых связей между элементами схемы.Изобретение, относится к электротехнике и может быть использовано висточниках вторичного электропитаниярадиоэлектронной аппаРатуры.Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей.На чертеже приведена электрическая схема устройства.1 ОУстройство содержит стабилизированный преобразователь 1 постоянногонапряжения в переменное на двух силовых транзисторах 2, силовом трансформаторе 3 с выходной обмоткой 4, вход.5ной обмоткой 5 с обмоткой 6 со средней точкой, обмоткой 7 с отводами,дополнительном транзисторе 8, и вспомогательных транзисторов 9 (где иколичество дискретов, на которое раз пбит диапазон изменения выходного на;пряжения), эмиттеры которых подключены к второму входному выводу 10, коллектор каждого через развязывающиедиоды 11 соединен с соответствующим 25симметричным отводом обмотки 7, ккрайним выводам обмотки 7, кроме того, подключены коллекторы соответствующего силового транзистора 2, резистивный делитель 12 напряжения,подключенный между входными выводами10 и 13, и компараторов 14, инверсные входы которых подключены к соответствующим отводам резистивного делителя 12, а прямые входы - к источнику 15 опорного напряжения, состоящего из резистора и стабилитрона,выходы каждого из компараторов поцключены к соответствующему информационному входу введенного регистра 6 40хранения, единичный установочный входкоторого подключен к выводу 7 включения устройства, выходы (в данном случае инверсные) регистра 16 через согласующие элементы (не показаны) подключены к входам соответствующих силовых транзисторов 9 (в случае применения полевых транзисторов в качествесиловых транзисторов 9 они подключа-ются непосредственно к прямым выходамрегитра 16), датчик 18 тока, включающий ь цепь протекания тока потребс ления устройства, к выводам датчика8 тока выходами подключен дополнительно введенный компаратор 19, выход55которого через элемент ИЛИ 20 свя.занс нулевым установочным входом регист-.ра 16,который связан через элементИЛИ 20 с выводом 21 выключения устройства, тактовый вход регистра 16подключен к выходу стабилизированно. -го преобразователя 1, являющемусяэмиттером второго силового транзистора, При этом эмиттер транзистора 8через стабилитрон 22, а база - черезпервый резистор 23 соединены со средней точкой обмотки 6, база транзистора 8 через второй резистор 24 идиоды 25 и 26 подключена к крайнимвыводам обмотки 6, Обмотка 5 черезтретий резистор 27 подключена к базам транзисторов 2, которые черезтретий 28 и четвертый 29 диоды соединены с коллектором транзистора 8.База-эмиттерные переходы транзисторов 2 зашунтированы пятым 30 и шестым 3 диодами, а база-коллекторныйпереход первого силового транзистора2 зашунтирован четвертым резистором 32,Стабилизированный источник питания работает следующим образом,В исходном состоянии резистор 16устанавливается, например, подачейимпульсного сигнала на вывод 21 выключения через элемент ИЛИ 20 в нулевое состояние, при этом все силовыетранзисторы 9 закрыты и на стабилизированный преобразователь 1 напряжение питания не поступает,При подаче импульсного сигнала навывод 17 включения регистр 16 устанавливается в единичное положение,открывая силовые транзисторы 6, приэтом начинает работать стабилизированный преобразователь 1 в автоколебательном режиме, Выходной сигналстабилизированного преобразователя1 с эмиттера силового транзистора2 поступает на тактовый вход регистра 16, фиксируя состояние компараторов 14 в регистре 16 один раз в каждый период колебаний преобразователя 1. Если входное напряжение минимальное, то все компараторы 14 имеютна выходе единичное состояние и в ре",тгистр 16, записываются "единицы, соответственно, все силовые транзисторы 9 открыты, но ток протекает только через один транзистор. Допустим,открывается левый по чертежу силовойтранзистор 2. Ток, протекающий черездатчик 8 тока, через .входную обмотку 5 силового трансформатора 3, через левый по чертежу развязывающийдиод 1 и силовой транзистор 9, замы-.кается на второй входной вывод 10.5 06966 6ства остается постоянным, посколькукоэффициент трансформации от входнойобмотки 5 к вторичным обмоткам не ме 5няется, а напряжение на этой обмоткестабилизируется за счет слежения заее величиной транзистором 8.При дальнейшем повышении входногонапряжения до верхйего предела происходит последовательное отключениесиловых транзисторов 9, На верхнемпределе (ниже 32 В) остается включенным только силовой транзистор 9,подключенный через средний развязывающий диод 1 к средней точке обмотки 6 силового трансформатора 3, Приэтом каждый раз при приближениивходного напряжения (снизу) к новомупределу паде.ие напряжения на силовых20 транзисторах 2 увеличивается (за 16 25130 3545 50 55 обмотки 7 (до первого отвода) последовательно с входной обмоткой 5 силового трансформатора 3 и, соответственно,Все остальные развязывающие диоды 11 при этом заперты более положительным потенциалом относительно входноговывода 10, возникающем на остальныхотводах обмотки 7 силового трансформатора 3. Во втором полупериоде открыты соответственно правые по чертежу транзистор 2 и развязывающий диод 11, а остальные развязывающие дио" ды 11 закрыты.Таким образом, в каждый момент времени ток через силовые транзисторы 2 замыкается на входной вывод 10 только через один (в данном случае левый по чертежу) силовой транзистор 9, хотя открыты все силовые транзисторы 9.Стабилизация выходного напряжения устройства осуществляется за счетфиксации положительных полупериодовнапряжения на базах силовых транзисторов 2 транзистором 7 в стабилизированном преобразователе 1,Делитель 2 выходного напряжения выбран таким образом, чтобы при повышении напряжения на определенную величину, выбранную в качестве дискрета, происходило последовательное отключение (сверху вниз по чертежу)компараторов 14 из-за превышения напряжения на их инверсном входе напряжения с выхода источника 5 опорного напряжения на их прямом входе, Например, число дискретов равно 4, дискрет равен 3 В, а диапазон изменения входного напряжения - в пределах от20 до 32 В. При этом пороги отключения компараторов выбираются соответственно 23, 26, 29 и 32,В. Таким образом, при превьппении напряжениявходного 23 В произойдет отключение первого компаратора 14 (верхнего почертежу) соответственно, после перезаписи его состояния в регистр 16 отключается левый по чертежу силовой транзистор 9. Ток силовых транзисторов 2 в этом случае замыкается через первые (слева и справа от крайних выводов) отводы обмотки 7 силового трансформатора 3, следующие развя" эывающие диоды 1 и силовой транзис-. тор 9, что приводит к включению части к снижению коэффициента трансформации напряжения к вторичным обмоткам.При этом выходное напряжение устройсчет действия стабилизации напряженияна входной обмотке 5), а после переключения на следующий отвод обмотки7 уменьшается до минимального необходимого значения. Также происходитсоответствующее уменьшение потребляемого тока устройством, сохраняя постсянным потребление мощности с входа. Таким образом, при изменениивходного напряжения прсисходит грубая регулировка напряжения посредствомпереключения отводов обмотки 7 силового трансформатора 3 и поддержаниепостоянного напряжения на нагрузкеза счет стабилизации напряжения навходной обмотке 5. Поскольку переключение силовых транзисторов 9 происходит синхронно с силовым транзистором2 не более одного раза в период автоколебаний преобразователя , то возможность несимметричной работы преобразователяв предлагаемом устройстве исключается, это повышает надежность устройства,Кроме того, подключение силовых транзисторов 9 через развязывающие диоды 11 к симметричным отводам обмоткив предлагаемом устройстве позволяет исключить из контура стабилизации нестабильность падения напряжения на силовых транзисторах 9 и развязывающих диодах 1, позволяя отслеживать напряжение непосредственно на входной обмотке 5, Зто позволяет исключить дополнительную обмотку, упрощая аппаратуру.Цри превьппении входным напряжением установленного верхнего предела на(правый по чертежу) силовой транзистор 9 и устройство отключается. Таким образом проиходит защита устройства от перенапряжения.При перегрузке по току в нагрузкепадение напряжения на датчике 18 тока достигает порога срабатьвания(который может быть увеличен подведениеМ через делитель положительного напряжения на его инверсный вход)дополнительного компаратора 19, сигналом с вылода которого через элемент20 происходит сброс регистра 16 внулевое состояние и, соответственно,отключение устройства,Таким образом, происходит защитаустройства от перегрузки по току,,Пля повторного запуска необходимопосле устранения причин перегрузокподать импульсный сйгнал на вывод 17включения устройства.Таким образом, наряду с защитойот перегрузок в предлагаемом устройстве расширены Функциональные возможности, введены возможности электронного включения и выключения устройства,30При необходимости автоматического возврата в рабочий режим после устранения перегрузок в устройство может быть введен запускающий резистор, подключенный между эмиттером и коллектором правого по чертежу силового транзистора 9.Ф о р м у,л а и з о б р е т е н и яСтабилизированный источник питания переменного напряжения, содержащий стабилизированньй преобразова" тель, выполненный на двух силовых транзисторах, трансФорматоре, дополнительном транзисторе стабилитроне, шести диодах, четырех резисторах, причем трансФОрматор состоит иэ входной обмотки, обмотки со средней точкой, обмотки с отводами по числу ступеней регулирования и выходной обмотки, соединенной с выходными выводами; эмиттер дополнительного транзистора через стабилитрон, а база чеРез пеРвый РезистоР подключены к средней точке обмотки со среднейточкой, которая связана с первымвходным выводом, база дополнительного транзистора через последовательные цепи из второго резистора и первого и второго диодов подключена ксоответствующим концам обмотки сосредней точкой, опорная обмотка черезтретий резистор подсоединена к базамсиловых транзисторов, которые черезтретий и четвертый диоды соединеныс коллектором дополнительного транзистора, база-эмиттерные переходысиловых транзисторов зашунтированысоответственно пятым и шестым диодами, а база-коллекторный перехоц первого силового транзистора зашунтирован четвертым резистором, при этомотводы обмотки с отводами через разделительные диоды поцключены к коллекторам соответствующих вспомогательных транзисторов, эмиттеры которых обьединены и подключены к второму входному выводу, резистивный делитель, крайние выводы которого подключены между первым и вторым входными выводами, а соответствующие выходы подсоединены к первым входамсоответствующих компараторов, числокоторых соответствует числу вспомогательных транзисторов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения Функциональных возможностей, в него введены регистр хранения, датчик тока,дополнительный компаратор, элементИЛИ и источник опорного напряжения,причем выход источника опорного напряжения подключен к вторым входамкомпараторов, выходы которых соединены с соответствующими инФормационными входами регистра хранения, единичный установочный вход которого под-,ключен к выводу включения источникапитания, а нулевой установочныйвход - к выходу элемента ИЛИ, одинвход которого подключен к выходу дополнительного компаратора, а другой -к управляющему выводу источника питания,входы дополнительного компаратора подключены к выводам датчика тока, включенного в шину питания, базы вспомогательныхтранзисторов подсоединены к соответтвующим выходам регистра хранения,коллекторы первого и второго силовыхтранзисторов соединены с крайнимивыводами обмотки с отводами, их эмиттеры подключены к крайним выводам обмотки со средней точкой, а эмиттервторого силового транзистора соединен с тактовым входом регистра хранения,