Источник вторичного электропитания

(19) ВЦ (11) 20 (51) 5 Н 02 МЗ 335 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(7 В) Камышный Алексей Николаевич(54) ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(7) Иатользование: источники вторичного электропитания Сущность изобретения: расчленение источников вторичного электропитания на два автономных ( 2 и 5), снабженных индивидуальными герметиеыми корпусами модуля, в одном модуле (2)осуществляется преобразование постоянного токав переменный, а во втором модуле (5) - обратноепреобразование, Магнитопровод трансформатораразделен на два участка на первом (3) из которых 2размещенном в модуле преобразования постоянного тока в переменный, расположена первичная (4), а на егором участке (7), раатоложенном в модуле обратного преобразования вторичная обмотка (8) трансформатора. В целях упрощения конструктивной реализации источника вторичного электропитания и сокращения общего числа компонентов в системе электроснабжения элементы схем обоих модулей расположены в корпусах розеточной и вилочной части штепсельного разъема (9), через контактные пары которого, в том числе выполненные из ферромагнитного материала соединены электрические и магнитные цепи обоих модулей друг с другом. 1 з.п. ф-лы,1 ил.Изобретение относится к электротехнике, точнее к ее разделу, рассматривающемупреобразователи постоянного тока, выполняющие функции источников вторичногоэлектропитания (ИВЭ). 5Известны источники вторичного электропитания, относительно которых выдаетсяинформация, что они сконструированы помодульному принципу 1,Согласнр,эточку,исто)нику в качестве 10единого модуля выполняется либо весьъ МИВЭ, либо его составные расти; блок керамических или танталовых конденсаторов,силовая часть ИВЭО, стабилизатор напряжения, выполненный в виде интегральной 15микросхемы и др.При этом во всех известных случаях разделение ИВЭ на модули осуществляется исходя из удобства компоновки готовыхизделий электронной техники и электротехники и носит в значительной степени условный и незавершенный характер, посколькурекламируемые в качестве модулей узлыИВЭ не имеют автономных корпусов и узловмеждумодульной стыковки,25Модульный принцип конструированияразличных устройств и систем широко используется практически во всех областяхсовременной техники (см. Васильев А,Л.Модульный принцип формирования техники. - М,: 1989).Недостатки аналогов и прототипа следующие:модульный принцип конструированияИВЭ распространяется не на все, а только 35на некоторые его составные части, например только на блок конденсаторов или только на стабилизатор напряжения, в то времякак остальные составляющие И В Э остаютсянеохваченными этим принципом; следствием является снижение эффективности модульного построения ИВЭ с точки зрениявоэможности замены или подбора отдельных частей ИВЭ в процессе конструирования или ремонта системы электропитания; 45незавершенность так называемого модульного гГостроения составных частейИВЭ, проявляющаяся в том, что группируемые в модули элементы не заключены в общий для модуля герметичный корпус и не 50имеют стыковочных узлов, обеспечивающих .их электрическое и механическое сопряжения в различных сочетаниях в процессе разработки и эксплуатации системыэлектропитания; 55расчленение ИВЭ на отдельные узлы,условно именуемые модулями. осуществляется по признаку идвнтичности входящих вих состав элементов, например конденсаторный модуль, либо модуль стабилизации,или ради удобства выполнения технологических операций по сборке ИВЭ; тем самым предопределяется ограниченная эффективность подобного рода конструктивных решений связанная с воэможностью подбора различных сочетаний модулей только в рамках первоначального конструирования ИВЭ.Предлагаемое изобретение направлено на преодоление перечисленных недостатков и имеет своей целью такое конструктивное расчленение ИВЭ на модули и сопутствующее ему изменение конструкции отдельных элементов ИВЭ, при котором обеспечивается расширение функциональных возможностей ИВЭ, сокращается номенклатура изделий данного вида, повышается надежность их эксплуатации, облегчается и удешевляется ремонт системы электроснабжения.Достигается это тем, что граница расчленения ИВЭ на два основных энергетических модуля: модуль преобразования постоянного тока в переменный и модуль обратного преобразования проходит по зоне функционирования электромагнитного поля, являющегося носителем энергии, передаваемой от первого модуля к второму. При этом укаэанное расчленение сопровождается изменением конструкции силового трансформатора ИВЭ, магнитопровод которого разделяется на два участка, один иэ которых несущий первичную обмотку, размещен в первом, а второй, несущий вторичную обмотку, во втором модуле, причем укаэанные участки магнитопровода состыковываются друг с другом при сопряжении модулей,На чертеже представлен предлагаемый источник, Приняты следующие обозначения; контакты цепи "Вход ИВЭ" - 1; модуль- конвертер - 2, преобразующий энергию постоянного электрического токв в энергию переменного тока. Все элементы, составляющие схему этого модуля, заключены в герметичный корпус, снабженный механическим устройством его сопряжения с модулем обратного преобразования; часть магнитопровода 3 силового трансформатора, несущая на себе первичную обмотку и расположенная в модулу 2; первичная обмотка 4 силового трансформатора ИВЭ, размещенная на участке магнитопровода 3; модуль 5 преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока и его стабилизации. Аналогично модулю 2 все элементы его схемы заключены в герметичный корпус, снабженный устройством его механического сопряжения с модулем 2; контакты цепи "Выход ИВЭ" 6; часть магни 2001491топровода 7 силового трансформатора, несущая вторичную обмотку и расположенная в модуле 5; вторичная обмотка силового трансформатора 8. размещенная на части магнитопровода 7; устройство 9 механического сопряжения модулей 2 и 5Модули 2 и 5 производятся в виде ряда типономиналов, различающихся числом витков первичной 4 и вторичной 8 обмоток силового трансформатора ИВЭ, Варьируя сочетание таких модулей, легко реализовать различные соотношения токов и напряжений на входе и выходе ИВЭ.В отдельных случаях части магнитопроводов 3 и 7 и размещенные на них обмотки 4 и 8 могут состоять из нескольких участков, взаимодействие которых друг с другом зависит от взаимного положения (поворота) модулей друг относительно друга, как это имеет место, например, в датчиках угла поворота, За счет этого возможно изменение коэффициента трансформации силового трансформатора и, следовательно, плавное изменение соотношения токов и напряжений на входе и выходе ИВЭ.При наличии в ИВЭ цепей обратной связи по току, напряжению или току и напряжению одновременно механические устройства сопряжения 9 модулей ". и 5 совмещаются с контактами цепи обратной связи. В ИВЭ с гальванической развязкой цепей входа и выхода ИВЭ указанные обратные связи реализуются с помощью дополнительного трансформатора с разделенным по модулям магнитопроводом аналогично тому, как это имеет место для силового трансформатора на чертеже 1,Механизм работы предлагаемого источника вторичного электропитания практически не отличается от работы традиционных преобразователей этого вида. Его использованию предшествует операция механического, а в указанном ранее случае и электрического сопряжения модулей 2 и 5. При этом участки магнитопроводов 3 и 7 силового трансформатора входят в соприкосновение, образуя единый замкнутый магнитопровод.После этого при подаче напряжения на контакты 1 в модуле-конвертере 2 постоян 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 науй гок преобразуе 1 ся в пе;еменный, поступает на первичную 4 обмотку силового трансформатора. Во вторичнои 8 обмотке силового трансформатора возникает переменный ток, который после выпрямления и стабилизации в модуле 5 поступает на выходные контакты 6,Возможные дополнительные конструктивные варианты;с целью упрощения конструктивной реализации предлагаемого ИВЭ и уменьшения общего числа компонентов в системе электропитания элементы, составляющие схемы модулей 2 и 5, размещены в корпусах розеточной и вилочной части штепсельного разъема, Часть контактных пар указанных разъемов, корпуса которых являются в тоже время корпусами рассматриваемых модулей ИВЭ изготовляются из ферромагнитного мате 1 ала и служат для сопряжения участков магнитопроводов 3 и 7,Расчленение ИВЭ на рассматриваемые модули может осуществляться по устройствам переключения секционированных обмоток силового трансформатора, контакты которых совмещены с контактами штепсельчого разъема, обладающими центральной симметрией. Благодаря этому при повороте роэеточной и вилочной части разьема друг относительно друга изменяется коэффициент трансформации силового трансформатора и, следовательно, соотношение токов и напряжений на входе и выходе ИВЭ,В случаях, когда к ИВЭ не предъявляются жесткие требования по уровню КПД, трансформатор на чертеже 1 может быть заменен расположенным в модуле 2 источником. а в модуле 5 - преобразователем световой энергии в электрический ток.Предлагаемое изобретение, включая его дополнительные варианты, легко осуществляется при современном уровне развития техники.(56) Состояние разработок импульсных источников вторичного электропитания. Материалы отечественной и зарубежной печати. - МГОНТИ, 1991, с, 25. 23; с. 29, 31,2001491 Составитель А. КамышныйРедактор Е. Полионова Техред М.Моргентал Корректор С. Юско Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва.Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3131 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 Формула изобретения 1 ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ М одульной конструкции, содержащий преобразователь постоянного тока в переменный, обратный преобразователь, трансформатор с первичной и вторичной обмотками, отличающийся тем. что он выполнен в виде двух модулей, первый иэ которых включает в себя преобразователь постоянного тока в переменный, а второйобрэтный преобразователь, а магнитопровод трансформатора разделен на двв участка, нэ первом иэ которых, размещенном в модуле преобразования постоянного тока в переменный, расположена первичная обмотка, а на втором участке, расположенном в модуле обратного преобразовэния,- вторичнэя обмотка трансформатора.2. Источник по п.1, отличающийся тем, что элементы схемы модуля преобразователя постоянного тока в переменный и элементы схемы модуля обратного преобразователя расположены в корпусах розе- точной и вилочной частей штепсельного разьемэ, через контактные пары которого, выполненные иэ ферромагнитного материала, соединены электрические и магнитные цепи обоих модулей друг с другом.