Преобразователь переменного напряженияв постоянное c двумя выходными напряжения-ми различного уровня

(72) Авторы изобретения ий и А.М.Сажи.М,Браславск Дуркин, В,Г.Кобь Заявитель восибирский электротехнический инсти,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПВ ПОСТОЯННОЕ С ДВУМЯВЫХОДНЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ РАЗЛИЧН НИ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.Известны преобразователи переменного нап 5 ряжения в постоянное, состоящие из системы вентилей и емкостного сглаживающего фильтра и позволяющие получать несколько выход- ных напряжений 11 и 21.Однако известные преобразователи обла.дают низким КПД, так как для получения двух напряжений различного уровня требуется гасящий резистор или делитель напряжения, или второй аналогичный выпрямитель.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь переменного напряже. ния в постоянное с двумя выходными напряжениями различного уровня, содержащий вентильный выпрямитель, шунтирующий диод, анодом подключенный к отрицательному вы.ходному выводу, и цепь, включенную параллельно выходным выводам и состоящую из емкостного сглаживающегофильтра и заряд-:. ной цепочки, выполненной иэ последователь-. но соединенных диода и конденсатора, причем параллельно зарядной цепочке включен по роговый ключ, а точка соединения диода и конденсатора образует дополнительный выходной вывод 3.Такой преобразовательобладает низкой надежностью и ограниченной областью применения, так как выкодное напряжение более низкого уровня зависит от величины тока нагруз. ки по цепи более высокого уровня. При умень. шенин общего тока заряда, проходящего через конденсатор емкостного сглаживающего фильтра и зарядную цепочку, ниже опреде.ленного уровня выходное нааряжение но цепи более низкого уровня уменьшается, т,е. преобразователь может нормально работать при постоянном или малоизмеияющемся токе нагрузке, что ограничивает область применения.Цель изобретения, - овышение надежности и расширение функцйональных воэможностей.Укаэанная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное с двумя выходными напряжениями различного уровня, содержащий вентильный выпрями22 4 3 7970 тель, шунтирующий диод, анодом подключенный к отрицательному выходному выводу, и цепь, включенную параллельно выходным выводам и состоящую из емкостного сглаживающе го фильтра и зарядной цепочки, выполненной из последовательно соединенных диода и конденсатора, причем параллельно зарядной цепочке включен пороговый ключ, а точка соединения диода и конденсатора образует дополнитель. ный выходной вывод, введены разделительный, 1 О диод, датчик тока, дополнительное пороговое устройство и регулятор тока, причем вход датчика тока соединен с катодом шунтирующего диода,его выход подключен на вход дополнительного порогового устройства, выход которого 15 соединен со входом регулятора тока, один вы ход которого соединен с анодом разделительного диода, другой подключен к точке соединения одного вывода емкостного сглаживаю. щего фильтра и диода зарядной цепочки, а20 катод разделительного диода соединен с поло. жительным выходным выводом и с другим выволом емкостного сглаживающего фильтра.На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - эпюры токов и 25 напряжений.Преобразователь переменного напряжения в постоянное с двумя выходными напряжениями различного уровня состоит из выпрямителя 1, конденсатора 2 емкостного сглаживающего ЗО фильтра, зарядной, цепочки из диода 3 и кондея. сатора 4, шунтирующего диода 5, порогового ключа б, датчика 7 тока, порогового устройства 8, регулятора 9 тока и разделительного диода 10,причем диод 3 анадом подключен к отрицательной обкладке конденсатора 2, а катодомк одной обкладке конденсатора 4, другая обкладка которого подключена к отрицательному выходному выводу 11, пороговый ключ 6 в прямом включении шунтирует заряд. ную цепочку из диода 3 и конденсатора 4, шунтирующий диод 5 анодом подключен к вы ходному выводу 11,а катодом через датчик 7 тока - к общей точке 12 соединения конденсатора 2 и диода Здатчик 7 тока через пороговое45 устройство 8 соединен с регулятором 9 тока,ко. торый подключен к положительному выходному выводу 13 и через разделительный диод 10- к положительной обкладке конденсатора 2. Одна нагрузка 14 подключена к положительной обкладке конденсатора 2, выходному выводу0 11, другая нагрузка 15 подключена к положительной обкладке конденсатора 4 и выходному выводу 11.Преобразователь работает следующим обраом.55Если ток нагрузки 14 достаточно велик (такой., что ток заряда 1, достаточен для заряда конденсатора 4 до номинального уровня напряжения), то в установившемся режиме в каждый полупериод напряжения сети (см. фиг.2); когда мгновенное значение напряжения 0,на выходе выпрямителя становится больше напряжения 02 на конденсаторе 2, с момента времени т,начинается подзаряд конденсаторов 2 и 4 токомпо цепи: выпрямитель 1-разде лительный диод 10 . конденсатор 2 - диод 3- конденсатор 4 - выпрямитель 1. В это время шунтирующий диод 5 и пороговый ключ б заперты и тока не проводят. Когда напряжение на конденсаторе 4 достигает порога срабатыва. ния порогового ключа 6, последний открывается и Шунтирует цепочку иэ диода 3 и конденсатора 4. Это происходит в момент времени 1 , начиная с которого конденсатор 2 продолжает подзаряжаться через открытый пороговый ключ б до момента г . Так как3 диод 3 для тока разряда конденсатора 4 включен в обратном направлении, то конденсатор 4 будет разряжаться только на свою нагрузку 15,поддерживая на ней требуемое напряжение О . Начиная с момента т конденсатор 2 будет разряжаться на нагрузку 14 через диод 5 и датчик 7 тока, который вырабатывает ситнал. пропорциональный среднему значению тока разряда. Этот сигнал такой величины (большой), что пороговое устройство 8 удерживает регулятор 9 тока в запертом состоянии. Разделительный диод 10 предотвращает разряд конденсатора 2 через регулятор 9 тока.Если ток нагрузки 14 мал ( ток 1 недостаточен для заряда конденсатора 4 до номинального уровня), то в установившемся режиме (см. фиг.З) датчик 7 тока вырабатывает сигнал низкого уровня, который через пороговое устройство 8 в момент в тоткрывает регулятор 9 тока, и конденсатор будет заражаться то.ком до момента запирания регулятора тока т 2 по цепи, выпрямитель 1 - регулятор 9 тока - диод 3конденсатор 4 - выпрямитель 1. Так и по этой же цепи будет заряжаться конденсатор 4, поддерживая на нагрузке 15 номинальное среднеее напряжение и при полном сбросе тока нагрузки 14,Датчик 7 тока может быть выполнен, напри. мер, в виде резистора, параллельно которому подключена интегрирующая ВС-цепь. Регулятор 9 тока может быть выполнен, например, в виде последовательного соединения ограничительного резистора и управляемого полупроводникового прибора (тиристора, транзистора или оптоэлектронного прибора). Пороговое устройст. во 8, срабатывающее при уменьшении входного напряжения (нижний поро срабатывания), может быть выполнено по известным схемам,Предлагаемое схемное построение преобра зователя с двумя выходными напряжениями797022 различного уровня позволяет использоватьего не только как самостоятельный вторичныйисточник питания радиоэлектронной аппаратуры, но и как один из основных функциональ.ных элементов в бестрансформаторынх преобра- Зэователях (выпрямителях) переменного напраряжения в постоянное,Формула изобретения О Преобразователь переменного напряжения в постоянное с двумя выходными напряжениями различного уровня, содержащий вентильный выпрямитель, шунтирующий диод, анодом подк. 15 люченный к отрицательному выходному выводу, и цепь, включенную параллельно выходным выводам и состоящую из емкостйого.сглаживающего фильтра и зарядной цепочки, выполненной из последовательно соединенных диода и конден щ ,сатора,причем параллельно зарядной цепочке включен пороговый ключ, а точка соединения диода и конденсатора образует дополнительный выходной вывод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности 25 и расширения функциональных возможностей,6введены разделительный диод, датчик тока, дополнительное пороговое устройство и регулятор тока, причем вход датчика тока соединен с катодом шунтирукицего диода, его выход подк. лючен на вход дополнительного порогового устройства, выход которого соединен со входом регулятора тока, один выход которого соеди. нен с анодом разделительного диода, другой подключен к точке соединения одного вывода емкостного сглаживающего фильтра и диода зарядной цепочки, а катод разделительного диода соединен с положительным выходным выво. дом и с друтим выводом емкостного заглаживаю, щего фильтра. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Рогинский ВЯО, Преобразователи тока.М., Военное издательство Министерства обороны СССР, 1960, с.37-38,2. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Под ред. С.ДЛодика и др,М., "Советское радио", 1969, с.447.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2401657/24-07, кл. Н 02 М 7/12,1976,797022 Фиг. я ВНИИПИ Заказ 9793/7 Тираж 739 Подписное Филиал ППП "Патент",Ужгород, ул, Проектная, 4