Стабилизированный источник питания

Союз Советски кСоциапистическизРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Опублнковано 23 02 82, Бюллетень МДата опубликования описания 26.02.82, О 05 Р 1/б 6//Н 02 М 3/ЗЗб/ Н 02 И 7/837 Ьеудвретааиай камнтвт СССР ае двлвм нзоврвтеннй н отврытнй(72) Авторы изобретения И. ф, Добровольский и В. А. Яцкевич Гомельский государственный универси ет(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Изобретение относится к электротехнике, а точнее к источникам электропитания компенсационного типа, и может быть использовано в качестве управляемого мостового инвертора в стабилизированном источнике электропитания.По основному авт, св, М 754386 известен стабилизированный источник питания, содержащий питаемые от источника нестабилизированного напряжения задаюший генератор, выпрямитель и мостовой усилитель мощности с выходным трансформатором, выполненным на первом, втором, третьем и четвертомс транзисторах одного типа, причем коллекторы первого и третьего транзисторов подключены к первой клемме, а эмиттеры второго и четвертого транзисторов - н второй клемме источника постоянного нестабилизированного напряжения, параллельно цепи коллекторэмиттер каждого транзистора включен диод в обратной полярности, эмиттер третьего и коллектор четвертого транзисторов подключены к первому выводупервичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которогосоединена с входами выпрямителя, приэтом стабилизированный источник питания снабжен первой и второй схемой управления, конденсаторами и дросселем,а задаюший генератор выполнен на указанных третьем и четвертом транзисторахи второй схеме управления, причем коллекторы, базы и эмиттеры третьего ичетвертого транзисторов соединены свходами второй схемы управления, выходкоторой присоединен к одному входупервой схемы управления, к двум другим входам которой подключены выходывьшрямителя, а выходы первой схемыуправления соединены с коллекторами,базами и эмиттерами первого и второготранзисторов, эмиттер первого и коллектор второго транзисторов соединенычерез последовательно включенные дроссель и конденсатор со вторым выводомпервичной обмотки выходного трансформотора, параллельно которой подключенконденсатор.В данном устройстве четыре транзистора образуют мостовой усилитель, причем третий и четвертый транзисторы3 одновременно являются элементами задающего генератора, работающего в режиме автоколебаний а первый и второй транзисторы работают в качестве управляемых коммутируемых элементов, время открывания которых зависит от 1 циротно-модулируемых сигналов, поступающих на их входы с первой схемы управления. Таким образом, время, в течение которого поочередно открыты 15 и закрыты третий и четвертый транзистЬры, является постоянным и составляет половину периода работы задающего генератора, а время поочередного открытия и закрытия первого и второго трап О зисторов определяется ширииой отпираюших импульсов, поступающих с первой схемы управления. Первый и четвертый транзисторы, а также второй и третий транзисторы образуют соответственно 25 первое и второе плечи моста, причем транзисторы одного плеча открываются одновременно, но так как первый и четвертый, а также второй и третий транзисторы включены последовательно с индуктивной нагрузкой, то время, в течение которого протекает ток через нагрузку, зависит от длительности импульсов, отпираюших первый и второй транзисторы, т, е. от длительности управляющих сигналов 1 . Данный источник является управляемым, поэтому, длительность управляющих сигналов т.е. время открытия первого4 О и второго транзисторов) всегда меньше времени открытия третьего и четвертого транзисторов, образующих задающий генератор и работающих с постоянной частотой. Для зашиты транзисторов от пе 45 ренапряжений параллельно коллектору и эмиттеру каждого транзистора включен диод. При закрывании одного иэ управляемых транзисторов, например первого, ток через индуктивную нагрузку обрывается, и на выводах нагрузки появляется ЭДС самоиндукции. Так как при этом четвертый транзистор, который работает в одном плече с первым транзистором, находится в открытом состоянии, то через его коллектор - эмиттер и диод, подключенный к второму транзистору, происходит разряд этой ЭДС самоиндукции. При этом теряется энергия, накопленная в индуктив 22ной нагрузке, и, кроме того, дополнительно нагревается четвертый транзистор задающего генератора (это особенно существенно, когда ток разряда ЭДС самоицдукции не прекратится к концу периода задающего генератора). Аналогично, когда закрывается второй транзистор, ток нагрузки обрывается, и ЭДС само- индукции в нагрузке оказывается приложенной минусом к эмиттеру третьего транзистора, а плюсом через диод, подхлюченный к первому транзистору, к коллектору третьего транзистора. Так как этот транзистор открыт то через него происходит разряд энергии, накопленной в нагрузке. Таким образом, недостаток устройства заключается в том, что энергия, накопленная в индуктивности нагрузки, не используется, а ток разряда этой энергии дополнительно разогревает транзисторы задающего генератора, что в целом уменьшает КПД устройства.Цель изобретения - повышение КПД.Указанная. цель достигается тем, что в устройство введены два диода и конденсатор, причем эмиттеры второго и четвертого, а коллекторы третьего и первого транзисторов связаны друг с другом через анод-катод упомянутых диодов, а между коллектором первогои эмиттером второго транзисторов подключен конденсатор.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит транзисторы 1- 4, источник 5 нестабилизированного напряжения, индуктивную нагрузку 6, дроссель 7, конденсатор 8, обмотку 9 трансформатора, вторую схему 10 управления, первую схему 11 управления, диоды 12, дополнительные диоды 13 и 14 и конденсатор 15.Мостовой инвертор содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 транзисторы, причем коллектор третьего транзистора 3 подключен к одному входному выводу, к другому выводу присоединен эмиттер четвертого транзистора 4, а эмиттер первого 1 и коллектор второго 2 транзисторов подключены к первому выводу индуктивной нагрузки 6 в виде последовательно соединенных дросселя 7, конденсатора 8 и обмотки 9 трансформатора, а второй вывод нагрузки 6 соединен с эмиттером третьего 3 и коллектором четвертого 4 транзисторов, задающий генератор выполнен на третьем 3 и четвертом 4 транзисторахц второй схеме 10 управления, входы0 20 25 35 5которой соединены с выводами транзисторов 3 и 4, в выход прис гединенк входу первой схемы 1 1 управления,выходы которой подключены к выводамтранзисторов 1 и 2, а мегкду коллектором и эмиттером транзисторов 1 -4подключены диоды 12, а эмиттер транзистора 2 подключен к аноду первогодополнительного диода 13, катод которого соединен с эмиттером четвертоготранзистора 4, а коллектор третьего,транзистора 3 подключен к аноду второго дополнительного диода 14, катодкоторого соединен с коллектором первого транзистора 1, а между коллектором первого 1 и эмиттером второго 2транзисторов подключен конденсатор 15.Устройство работает следующим образом,Пара 1 и 4 и другая пара 2 и 3 транзисторов образуют соответственно две диагонали мостовой схемы, причем транзисторы 3 и 4 одновременно являются и элементами задающего генератора, работающего в автоколебательном режиме. Транзисторы 1 и 2 являются управляемыми коммутируемыми элементами, время открывания которых определяется управляющими сигналами от первой схемы 11 управления. При появлении напряжения на выходе источника 5 нес табилиэированного напряжения запускается задающий генератор, обрадованный транзисторами 3 и 4 и схемой 10 управления, причем транзисторы 3 и 4 начинают противофазно открываться и закрываться с постоянной частотой, С выхода схемы 10 управления прямоугольные импульсы поступают на вход первой схемы 11 управления, которая вырабатывает управляющие сигналы для поочередного открывания и закрывания транзисторов 1 и 2, Так квк транзисторы 1 и 4, а также транзисторы 2 и 3 вклю чены последовательно с нагрузкой 6, то время протекания переменного тока через нагрузку 6 зависит от длительности импульсов, отпираюших транзисторы 1 и 2. Для уменьшения динамических потерь при включении транзисторов нагрузка 6 выполнена в виде последовательно соединенных сглаживающего дросселя 7, разделительного конденсатора 8 и первичной обмотки 9 выходного трансформатора.55 При этом нагрузка 6 в диапазоне рабочих частот носит индуктивный характер.При выключении одного из управляемых транзисторов, например транзистора 1,522 бток через нагрузку 6 резко прерывается, нв выводах нагру; ки 6 появляется ЭДС свмоиндукции, плюс которой приложен к коллектору транзистора 4, в минус через открытый диод 12, подключенный парвл лельно транзистору 2 - к аноду первого дополнительного диода 13 . Хотя транзистор 4 открыт (как элемент задающего генератора), ток разряда ЭДС самоиндукции через него не течет, так как диод 13 оказывается включен в обратном направ лении. Энергия, накопленная в индуктивности нагрузки 6,поступает на заряд конденсатора 15 через диод 12, включенный параллельно транзистору 3, и диод 14, Аналогично, при закрывании второго транзистора 2 ЭДС самоиндукции нагрузки 6 оказывается приложенной минусом к эмиттеру открытого транзистора 3, а плюсом через диод 12, подключенный к транзистору 1 - к катоду второго дополнительного диода 14, который в данном случае включен в обратном направлении, поэтому разряда ЭДС через транзистор 3 не происходит. Напряжение ЭДС самоиндукции через диод 12, подключенный к транзистору 1, поступает на один вывод конденсатора 15, а на другой вывод через диод 12, подключенный к транзистору 4, и диод 13 поступает минус этого напряжения.В обоих случаях энергия, накопленная в нагрузке 6, поступает на заряд конденсатора 15 и при последующем открывании диагонали моста используется как дополнительный источник напряжения, что и обеспечивает достижение дели.По сравнению с известным устройством в предлагаемом источнике происходит рекуперация энергии, накопленной в индуктивной нагрузке 6, что увеличивает КПД устройства. Кроме того, в устройстве исключается дополнительный разогрев транзисторов задающего генератора за счет разряда энергии через их открытые переходы. Это позволяет повысить надежность работы схемы и уменьшить габаритные размеры радиаторов силовых транзисторов. Формула изобретения Стабилизированный источник питания по ввт. св. Мо 754386, о т л и ч в ю - ш и й с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены двв диода и конденсатор, причем эмиттеры второго и четвертого и коллекторы третьего и первого транзисторов связаны друг с907522 другом через анод -катод упомянутыхдиодов, а между коллектором первогои эмиттером второго транзисторов подключен конденсатор,Составитель Т. Ершова дактор В, Данко Техред М, Тепер Корректор Е, РошЗаказ Тираж 908И Государственногелам изобретений Москва, Ж, Р писноеССР филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная 88/56 ВНИИ по 1130358 Источники информапин,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 754386, кл. (305 Г 1/56 1978