Импульсный стабилизатор напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 17564 9 ( 55 Н 02 М 3/335 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН,Грищен уцко 8,8)лизированные транатели, МЭнергоарис,15 а.тельство СССР3/335, 1980.СТАБИЛИЗАТОР Н носится к электротехниеобразовательной техспользовано в качестве о электропитания элекы, Целью изобретения ие габаритов за счет АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(57) Изобретение отке, в частности к прнике, и может быть иисточника вторичнотрорадиоаппаратурявляется уменьшен уменьшения габаритов сглаживающего фильтра и снижение уровня коммутационных помех. Устройство содержит входные конденсаторы 1, 22, коммутирующие ячейки 2, 3, согласующие трансформаторы 9, 15,19, .подключаемые через диоды 10, 11, 16, 17, 20, 21 и сглаживающие дроссели 12, 18 к выходу устройства, Благодаря введению согласующих трансформаторов 15, 19, выпрямительных диодов 16, 17, 20, 21 и их соответствующему включению снижаются скачки напряжения на сглаживающих дросселях при коммутациях транзисторов 4, 5, обеспечивается непрерывное потребление мощности от источника питания и снижается загрузка транзисторов 4, 5. Это позволяет уменьшить габариты сглаживающих дросселей 12 и 18 и уменьшить амплитуду помех на выходе. 2 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве источника вгоричного электропитания электрорадиоаппаратуры.Цель изобретения - уменьшение габаритов за счет уменьшения габаритов сглаживающего фильтра и снижение уровня коммутационных помех.На фиг.1 представлена принципиальная схема импульсного стабилизатора напряжения; на фиг,2 - временные диаграммы напряжений и токов элементов схемы, поясняющие принцип действия стабилизатора,Импульсный стабилизатор напряжения (фиг.1) содержит первый входной конденсатор 1, две идентичные коммутирующие ячейки 2 и 3, каждая из которых содержит транзисторы 4, 5, включенные последовательно через дроссель 6, рекуперационный диод 7, соединяющий коллекторы транзисторов 4 и 5, рекуперационный диод 8, соединяющий эмиттерь транзисторов 4, 5, первый согласующий трансформатор 9, первый 10 и второй 11 выпрямительные диоды, первый сглаживающий дроссель 12, конденсатор 13 фильтра и узел 14 управления. В устройство дополнительно гключены второй согласующий трансформаор 15, третий 16 и четвертый 17 выпрямигельные диоды, второй сглаживающий дроссель 18, третий согласующий трансформатор 19, пятый 20 и шестой 21 выпрямительные диоды и второй входной конденсатор 22. Параллельно включены последовательно соединенные первый 1 и второй 2 входные конденсаторы и первая 2 и вторая 3 коммутирующие ячейки, Первые вьводя первичных обмоток первого 9 и второго 15 согласующих трансформаторов соединены со средними точками токоограничительного дросселя б соответс венно первой 2 и второй 3 ячеек. Первый вывод первичной обмотки третьего согласующего трансформатора 19 соединен с общей точкой соединения входных конденсаторов 1 и 22, а второй вывод - с вторыми выводами первичных обмоток первого 9 и второго 15 согласующих трансформаторов, Крайние выводы вторичных обмоток согласующих трансформаторов 9, 15 и 19 через выпрямительные диоды 10, 11, 16, 17, 20 и 21 соединены с первым выходным выводом стабилизатора, а второй выходной вьвод стабилизатора соединен через первый сглаживающий дроссель 12 со средним выводом вторичной обмотки первого согласующего трансформатора 9, через второй сглаживающий дроссель 18 - со средним выводом вторичной обмотки второго согласующего трансформатора 15 и средним выводом третьего согласующего трансформатора 19 - непосредственно, Конденсатор 13 фильтра и вход узла 14 управления подключены параллельно выходу стабилизатора, д выходы узла 14 управления соединены с упрдвляощими входами транзисторов 4, 5 обеих ячеек 2 и 3,Импульсный стабилизатор работает следующим образом,На управляющие входы транзисторов 4, 5 ячейки 2 поступают с выходов узла 14 уп равления последоват ельности импульсов фиг,2 А, а на управляющие входы транзисторов 4, 5 ячейки 3 - последовательность импульсов фиг.2 Б, В интервале времени 1 Т/2, когда открыты транзистор 4 ячеики 2 и транзистор 5 ячейки 3, к последовательно соединенньм первичньм обмоткам первого 9 и второго 15 согласуощих трансформаторов приложено напряжение О,; источника 1 питания, Поскольку согласуюцие трансформаторы 9 и 15 выполнены идентичными, то к каждой из обмоток приклддывается напряжение, равное Ол/2. Напряжение на вторичных полуобмотках станет равным О=О/2 п 1, где п 1 - коэффициент трансформации первого 9 и второго 15 согласующих трансформаторов (фиг.2 В), Этс напряжение откроет выпрямительные диоды 10 и 16 и знеогия от источника пигания будет поступать на выход стабилизатора через низкочастотный фильтр, образованный сглаживающими дросселями 12 и 18 и конденсатором 13 фильтра, Напряжение на каждом из входных конденсаторов 1 и 22 (одинаковой емкости) равно половине напр:жения источника питания О /2, Вследствие этого напряжения, приложенное к первичной обмотке третьего сзглдсующего трансформатора 19, равно нулю (фиг.2 Г), Равно нулк и напряжение на е о вторичной обмотке, выпрямительные диоды 20 и 21 заперты выходным напряжением стабилизатора,В следуощем интервале длительностьо (1 - у)Т/2, когда открыты транзисторы 4 обеих ячеек. первичные обмотки сгчласующих трансформаторов 9 и 15 оказывдотся включенными параллельно через дооссели 6, а первичная обмотка ретьего согласующего трансформатора 19 - последовательно с ними, и напряжение, приложенное к этой цепи, равно напряжению источника питания минус напряжение на втором входном конденсаторе 22 (фиг,2 Г), Ток, протекающий под действием этого напряжения, откроет выпрямительный диод 21. и напряжение на вторичной полуоблотке третье о согласуо 1617564щего трансформатора 19 зафиксируется напряжением на выходе стабилизатора Оь Это напряжение трансформируется на первичную сторону с величиной, равной Он пз, где пз - коэффициент трансформации трансформатора 19, следовательно, к первичным обмоткам первого 9 и второго 15 согласующих трансформаторов приложено напряжение, равное разности Оп/2 - Он пз. Ток через индуктивность 12 и 18 (фиг.2 Д) в этом интервале спадает, и его изменение Л н должно быть равно изменению тока в предыдущем интервале, К сглаживающим индуктивностям 12 и 18 на этом интервале приложено отрицательное напряжение (фи г.2 Е).В следующих интервалах второго полупериода рабочей частоты коммутации процессы аналогичны, изменяется только полярность напряжения на обмотках трансформатора, а ток проводят транзисторы 4 второй ячейки и транзисторы 5 обеих ячеек и выпрямительные диоды 10, 16 и 20, Токо- ограничительные дроссели 6 ячеек необходимы для ограничения сквозного тока на коротком интервале времени, когда проводят одновременно коммутирующие транзисторы 4 и 5 одной цепочки иэ-за их инерционности, и при переключении выпрямительных диодов 10 - 11, 16 - 17 и 20 - 21. Рекуперационные диоды 7, 8 служат для возврата в источник питания энергии, запасенной в индуктивностях рассеяния токаограничительных дросселей 6 и согласующих трансформаторах 9, 15 и 19.За счет введения новых элементов достигается снижение габаритов сглаживающего дросселя и уровня коммутационных помех вследствие снижения скачков напряжения на сглаживающих дросселях, обеспечения непрерывного потребления мощности от источника питания и снижения загрузки транзисторов.Предлагаемое устройство наиболее эффективно при использовании его в качестве сильноточного источника питания низкого напряжения с малым уровнем пульсаций,Индуктивность сглаживающего дросселя и токоограничительного дросселя могут быть распределены произвольно, но так, чтобы их суммарная индуктивность определилась по приведенному выражению. Минимальная индуктивность токоограничительного дросселя определяется допустимым выбросом тока во время запирания коммутирующего транзистора, а индуктивность сглаживающих первого и второго дросселей может быть равна и нулю, т.е, средний вывод вторичных обмоток первого 5 10 15 20 25 30 35 40 4 г;50 55 и второго согласующего трансформаторе соединяется непосредственно с отрицательной клеммой выхода стабилиз 1 тора, при этом увеличиваются на величину и" индуктивности полуобмотак такаограничительногодросселя, Однако суммарние габариты дросселей при этом вазрагтаюл 1 ак как токоограничительный дроссель вып лнен двухобмоточным и ток протекает толька через одну из обмоток. Формула изобретения Импульсный стабилизатор напряжения, содержащий первый входной конденсатор, соединенный первым выводом с первым входным выводом, две подключенный параллельна входным выводам коммутирующие ячейки, каждая из которых состои из двух последовательно соединенных че з дроссель транзисторов, коллекторы ка 1 арых соединены через первый рекунйрацп анный диод, а эмиттеры - через в 1 арой рекуперацианный диод, первыи согласующий трансформатор, первыи вывод г 1 ервпчной обмотки которого соединен со средней точкой дросселя первой коммутирующей ячейки, крайние выводи вторичной абл 1 али через первый и второй вь,паямительные диоды соединены с первым выхадныл 1 вылов дам, а средний вывод через перли: сглаживающий драссель соединен с гс; л выхадныл 1 выводам, конденсатор ф 1 л грз. выводы катарага саединень; с выходным выводами и входом узла управления, выходы которого соединены с управляющ лч 1 входами транзисторов комму;ирующих я ек, атл и ча ю щи й с я тем, чта, с целью уменьшения габаритов за счет у,1 еньн 1 а ич габаритов сглаживающего фильтра и снп:г: ния уровня кам;.утационных пол 1 йх, в, его введены второй и третий сагласуюар 1 е трансформаторы, четыре вь;прямительних диода, второй сглаживаащий дроссель н второй входной конденсатор, включенный между вторым входным вывадал 1 и вторым выводом первого входного конденсатора, первый вывод первичной обмотки второго согласующего трансформатора соединен со средним выводом дросселя второй коммутирующей ячейки, первый вцвод первичной обмотки третьего согласующего трансформатора соединен с точкой соединения пеавого и второго конденсаторов, а вторые выводы первичных обмоток есах сог. эсу ащих трансформаторов соединены друг с другом, крайние выводы вторичных обмоток второго и третьего согласующих трансформаторов соответственно через третий, четвертый, пятый и шестой выпрямительные диоды соединены с первым выхадныл 1 виво1617564 Составитель Е,финогеновРедактор М,Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенк аказ 4125 Тираж 501 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 дом, средняя точка вторичной обмотки второго согласующего трансформатора соединена с вторым выходным выводом через второй сглаживающий дроссель, а третьегосогласующего трансформатора - непосредственно,